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一種特殊蛋白控制細胞微管組織

日期:2014-10-29 09:35:30

 

在研究細胞結構時,可以根據形狀來推測其功能。植物細胞中有一個動態的骨架,負責引導細胞的生長、發育、運動和分裂。隨著時間推移,骨架的變化造就了細胞的形狀和行為,最終形成整個生物體的結構和功能。

 

據報道,美國卡內基科學研究所對一種叫做GCP-WD的特殊組織蛋白進行了研究,發現這種蛋白控制著成核的位置、速度和細胞皮質陣列的形狀,對植物細胞骨架和細胞結構形成具有重要作用,對動物細胞骨架的組織也可能非常關鍵。相關論文發表在最近的《當代生物學》(Current Biology)雜志上。

 

微管由微管蛋白聚合而成,形成細胞骨架。微管蛋白和類微管蛋白在進化過程中是極為“保守”的,許多細菌、真菌、高等植物和動物中都有,在生物細胞的生長和分裂中起著關鍵作用。人們對微管在動物細胞分裂中的作用已經相當了解。細胞的“有絲分裂”過程分為多個階段,其中包括復制一套細胞的DNA染色體,并分裂為兩個獨立的細胞。由微管構成的支架把復制那一半染色體拉開,并引導它們進入兩個新的子細胞。

 

但植物和動物的“微管輔助細胞分裂”之間還有一個重要區別。在動物細胞(以及酵母菌細胞)中,一般情況下,負責在分裂過程中分開染色體的微管圍繞著一個中心結構來組織;而在植物細胞中,微管陣列并沒有一個中心體。在沒有中心體幫助定位的情況下,微管是怎樣找準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。

 

他們發現,一種叫做GCP-WD的蛋白質在哺乳動物的中心型微管組織結構中起了重要作用,也是植物細胞中單個微管形成、定位的關鍵。其作用遠不止在分裂過程中,對植物細胞整體骨架的組織和功能都至關重要。因此在確定植物細胞的形狀和功能上,GCP-WD是一個關鍵因子,影響著細胞的結構體系。

 

微管在神經細胞內含量豐富,是細胞組織和信息處理的中心。近年來,隨著量子理論和計算機的發展,許多物理學家對微管的作用也越來越感興趣。“我們在植物細胞中進行了定量活細胞研究,讓我們能‘看到’微管是如何組織的背后的分子機制。”卡內基研究所戴維·伊哈特說,觀察GCP-WD的功能和運作,對研究動物細胞微管的科學家來說也很有意義。

 


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