一種特殊蛋白控制細(xì)胞微管組織
日期:2014-10-29 09:35:30
在研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)時(shí),可以根據(jù)形狀來推測其功能。植物細(xì)胞中有一個(gè)動(dòng)態(tài)的骨架,負(fù)責(zé)引導(dǎo)細(xì)胞的生長、發(fā)育、運(yùn)動(dòng)和分裂。隨著時(shí)間推移,骨架的變化造就了細(xì)胞的形狀和行為,最終形成整個(gè)生物體的結(jié)構(gòu)和功能。
據(jù)報(bào)道,美國卡內(nèi)基科學(xué)研究所對一種叫做GCP-WD的特殊組織蛋白進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)這種蛋白控制著成核的位置、速度和細(xì)胞皮質(zhì)陣列的形狀,對植物細(xì)胞骨架和細(xì)胞結(jié)構(gòu)形成具有重要作用,對動(dòng)物細(xì)胞骨架的組織也可能非常關(guān)鍵。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)雜志上。
微管由微管蛋白聚合而成,形成細(xì)胞骨架。微管蛋白和類微管蛋白在進(jìn)化過程中是極為“保守”的,許多細(xì)菌、真菌、高等植物和動(dòng)物中都有,在生物細(xì)胞的生長和分裂中起著關(guān)鍵作用。人們對微管在動(dòng)物細(xì)胞分裂中的作用已經(jīng)相當(dāng)了解。細(xì)胞的“有絲分裂”過程分為多個(gè)階段,其中包括復(fù)制一套細(xì)胞的DNA染色體,并分裂為兩個(gè)獨(dú)立的細(xì)胞。由微管構(gòu)成的支架把復(fù)制那一半染色體拉開,并引導(dǎo)它們進(jìn)入兩個(gè)新的子細(xì)胞。
但植物和動(dòng)物的“微管輔助細(xì)胞分裂”之間還有一個(gè)重要區(qū)別。在動(dòng)物細(xì)胞(以及酵母菌細(xì)胞)中,一般情況下,負(fù)責(zé)在分裂過程中分開染色體的微管圍繞著一個(gè)中心結(jié)構(gòu)來組織;而在植物細(xì)胞中,微管陣列并沒有一個(gè)中心體。在沒有中心體幫助定位的情況下,微管是怎樣找準(zhǔn)位置并履行自身功能的?人們對此還知之甚少,這正是伊哈特小組研究的焦點(diǎn)。
他們發(fā)現(xiàn),一種叫做GCP-WD的蛋白質(zhì)在哺乳動(dòng)物的中心型微管組織結(jié)構(gòu)中起了重要作用,也是植物細(xì)胞中單個(gè)微管形成、定位的關(guān)鍵。其作用遠(yuǎn)不止在分裂過程中,對植物細(xì)胞整體骨架的組織和功能都至關(guān)重要。因此在確定植物細(xì)胞的形狀和功能上,GCP-WD是一個(gè)關(guān)鍵因子,影響著細(xì)胞的結(jié)構(gòu)體系。
微管在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)含量豐富,是細(xì)胞組織和信息處理的中心。近年來,隨著量子理論和計(jì)算機(jī)的發(fā)展,許多物理學(xué)家對微管的作用也越來越感興趣。“我們在植物細(xì)胞中進(jìn)行了定量活細(xì)胞研究,讓我們能‘看到’微管是如何組織的背后的分子機(jī)制。”卡內(nèi)基研究所戴維·伊哈特說,觀察GCP-WD的功能和運(yùn)作,對研究動(dòng)物細(xì)胞微管的科學(xué)家來說也很有意義。




