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植物细胞中的锚定复合物招募自己的武士刀来切割新的微管

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格子结合的 Msd1 招募细胞质 Wdr8

YTL-302DIC微分干涉金相显微镜
YTL-302DIC微分干涉金相显微镜

在野生型植物细胞中,晶格结合的 Msd1(实心绿色圆圈)募集细胞质 Wdr8(空心绿色圆圈)以形成异聚复合物,该复合物易位并与预先存在的微管(绿色)上的微管成核复合物(橙色)相关联线)。在子微管成核后,Msd1-Wdr8 稳定 Y 形成核结构的基部,然后募集 katanin(红色)以切断子微管的基端。来源:桥本隆史

奈良科学技术研究所的研究人员发现,锚定复合物可稳定植物细胞内的微管生成位点,然后招募以武士刀命名的 katanin 来切割新的微管。

武士刀,一种日本刀,可能被认为只是武士使用的武器。但来自日本的研究人员发现,植物不仅在细胞内使用自己的武士刀,还会将它们招募到细胞内的特定位置来完成工作。

在《 自然通讯》上发表的一项研究中,奈良科学技术研究所的研究人员透露,以武士刀命名的酶 katanin 被锚定复合物用于在单个植物细胞内框架的特定位置切割微管。

Katanin 切断细胞中的微管,这是细胞分裂的重要步骤,也是包括植物和动物在内的许多生物体发育的核心。微管构成细胞骨架的一部分,细胞骨架是在所有细胞中发现的复杂的蛋白质丝网络。katanin 进行的切断使移动性成为可能,这在发育过程中很重要,以及跑步机——一种细丝的一端在另一端收缩时伸长的现象,这导致一段细丝看起来像跑步机一样“移动”。

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“Katanin 在植物和动物细胞的特定位置切断微管,这导致微管细胞骨架的积极重组,”该研究的资深作者 Takashi Hashimoto 说。“但在细胞内特定位点靶向这种特殊酶的机制尚不清楚——这些是我们想要研究的。”

该团队的遗传和细胞生物学研究结果表明,微管锚定复合物 Msd1-Wdr8 用于稳定植物细胞中的微管成核位点(形成微管的地方),以防止新微管(称为“子微管”)的早期释放。但在一个看似违反直觉的转折中,Msd1-Wdr8 随后转身将 katanin 募集到同一位置,以实现子微管的有效释放。

“Msd1-Wdr8 执行的这些‘粘合和切割’功能及其对微管稳定性的影响起初可能看起来令人困惑,但它们可能能够通过 katanin 活性严格控制微管的释放,”Hashimoto 解释说。

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这项研究将为未来的研究提供信息,即动物细胞中的 Msd1-Wdr8 复合物是否也招募 katanin,以及其他位点是否使用类似的机制来稳定和释放子微管。这项研究的结果将引起细胞生物学家的兴趣,特别是那些研究细胞骨架、植物和其他生物体的人。

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