物理科技生物学-PHYICA

呆在阴凉处:细胞如何使用分子马达松田美恵子来避免强光

生物 2022-01-12 00:03:18

筑波大学 在暗室中进行的实验

学分:筑波大学 单细胞藻类和动物精子在进化过程中被广泛分开,但两者都以相同的方式游动,通过挥动它们被称为纤毛或鞭毛的突出毛发

运动是由分子马达驱动的,分子马达是蛋白质的复杂组合,在改变形状时会施加一个力

运动蛋白与细胞内部的微管骨架相连;来自马达的移动力导致微管滑动,移动鞭毛并推动细胞

现在,由筑波大学的稻叶和夫教授领导的团队与大阪大学、东京理工学院和保罗·舍勒研究所的科学家合作,描述了一种与一类称为动力蛋白的马达密切相关的新蛋白质

他们最近在《科学进展》上发表了他们的发现

研究小组从海洋无脊椎动物海鞘的精子细胞中分离出分子运动复合体

在这些成分中,他们发现了一种新的蛋白质,与一种具有蓝光感应功能的蛋白质相关,这种蛋白质被称为BLUF

他们以与动力蛋白相关的BLUF蛋白命名这种新蛋白为“DYBLUP”

通过比较基因序列,他们发现DYBLUP在从一些真菌和藻类到动物的广泛生物进化过程中是保守的(但在节肢动物或高等植物中没有发现)

研究小组利用单细胞藻类衣藻,利用强大的电子显微镜技术证明DYBLUP是连接运动蛋白和微管的分子链的一部分

他们随后表明,DYBLUP也参与调节对光的反应

衣藻细胞通常游向暗淡的蓝光,但远离明亮的蓝光,这损害了细胞

缺乏DYBLUP的藻类突变细胞在暗淡的蓝光下表现得像正常细胞

起初,他们避免强烈的蓝光,但随着时间的推移,他们变得习惯,然后被强烈吸引

“我们发现了分子马达的一个新特征,”相应作者稻叶教授说

“DYBLUP不仅在不同物种间广泛保守,它还与对光的反应有关

在没有DYBLUP蛋白的突变衣藻细胞中,似乎马达和细胞骨架之间的联系部分断裂,导致鞭毛不受控制的跳动和蓝光下细胞行为的改变

" 稻叶教授继续说道:“DYBLUP的功能和进化都很迷人。”

“对这种蛋白质更深入的了解也可能为操纵分子马达的新技术开辟道路,或许可以利用光作为触发器

"

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