植物细胞器和分子运动的新见解

 行业动态     |      2020-08-02 08:55

密歇根州立大学的科学家已经鉴定出一种新的蛋白质,称
梯度PCR仪为TGNap1(TGN相关蛋白质1),他们在一个鲜为人知的植物细胞器Trans-Golgi Network(TGN)中发现了这种蛋白质。TGN位于控制分子进入(细胞胞吞)和离开(细胞胞吐)植物细胞的途径的交叉点。TGN及其支持扩展图标蛋白的网络对于许多生物体正常代谢至关重要。但是它们的功能仍然是科学家们的一个谜。

我们确实知道,TGN有助于扩大图标植物的生物量,这对于燃料,食品和动物饲料等以植物为基础的产品非常重要。在人类中,TGN缺陷会导致神经退行性疾病和遗传性神经肌肉疾病。

这项新研究提供了有关TGNap1 蛋白如何在结构和功能上支持TGN的见解然后,它描述了蛋白质如何通过与微管的相互作用来协助TGN运动,从而影响TGN的生物发生。这项研究发表在《自然通讯》上

贩运有缺陷的植物突变体

Federica Brandizzi博士实验室的研究助理Luciana Renna在导致突变的图标分泌缺陷的植物突变体中鉴定出TGNap1。

Luciana说:“在缺乏蛋白质的情况下,TGN的一个亚类在其形成阶段似乎发育不佳。” “ TGN越来越大,形态异常。结果,我们发现其功能之一是分泌缺陷。换句话说,应递送至细胞外的货物部分保留在内质网中,这是一部分这种分泌缺陷也会导致细胞器畸形。”

突变植物的内吞作用也有缺陷,这一相反的过程允许细胞导入分子。

Luciana补充说:“重要的是要注意,TGNap1仅针对TGN的特定子类。” “这支持了植物细胞包含不同类型的TGN的证据,其中每个亚群可能都具有不同的功能。但是科学家发现,很难对这些亚群进行分类和表征。”

微管:细胞器运动的新模型

TGNap1的N端具有一个域,该域将其链接到TGN并将其绑定到微管,就像细胞器用来在细胞内移动的铁轨一样。

Luciana说:“我们认为微管将TGN定位在正确的位置。” “蛋白质将两个组件连接起来(参见上面的模型)。没有它,链接就消失了,运动受到了阻碍。我们认为这种破坏导致了我们在突变体中观察到的缺陷。”

微管驱动运动是植物科学的新思路。科学家倾向于认为运动依赖于另一种称为肌动蛋白的成分。

展望未来,研究人员将进一步研究蛋白质。Luciana说,缺少TGNap1时,贩运缺陷是部分的。这暗示着更大的前景,包括更多影响TGN的因素。或者,蛋白质可能在特定的发育条件下起作用。

Luciana说:“我们很高兴发现这种新的成分将TGN的运动,生物发生和功能联系在一起。” “我们显示出各种过程,例如膜运输,细胞骨架相互作用,膜结构和动力学是相互依赖的。我们的领域倾向于单独研究每个过程。”