新型蛋白質(zhì)完善了植物細胞的機械

由俄勒岡州立大學生物物理學家和加州大學戴維斯分校的植物生物學家領導的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種新型運動蛋白，它顯著擴展了目前對運動蛋白進化和設計原理的理解。

由俄勒岡州立大學科學院的Weihong Qiu和加州大學戴維斯分校的Bo Liu領導的研究小組的研究結(jié)果今天在Nature Communications上發(fā)表。

使用類似于大都市的真核細胞內(nèi)部包含稱為細胞骨架的鐵路狀結(jié)構(gòu)和稱為運動蛋白的微小載體。運動蛋白作用于細胞骨架軌道，為許多基本過程產(chǎn)生力和定向運動，例如細胞分裂過程中細胞“貨物”的運輸和重復染色體的分離。

來自人類，動物和真菌的細胞都有三種不同類型的運動蛋白，科學家稱之為肌球蛋白，驅(qū)動蛋白和動力蛋白。驅(qū)動蛋白和動力蛋白在相同的細胞骨架軌道上移動并且通常在相反的方向上移動。

“我們發(fā)現(xiàn)的是第一臺來自陸地植物的驅(qū)動蛋白-14發(fā)動機，它能夠獨立地在細胞骨架軌道上移動，”邱說。

“Kinesin-14s -驅(qū)動電機的一個子集- 具有與動力電機相同的方向偏好，”他說。“然而，動力蛋白最終成為該方向的主要運動蛋白，因為驅(qū)動蛋白-14馬達缺乏動力蛋白在細胞骨架軌道上產(chǎn)生持久運動的能力。”

長期以來，科學家一直在猜測陸地植物可能已演變成非傳統(tǒng)的驅(qū)動蛋白14，它們能夠自行產(chǎn)生持久的運動。陸地植物沒有動力蛋白。但丘說，他們有許多驅(qū)動蛋白-14馬達。

在此驅(qū)使下，研究人員探索了陸地植物，試圖找到一些新的驅(qū)動蛋白-14s，可以彌補陸地植物中動力蛋白的損失。

“這項工作是近年來生物電機領域的重要發(fā)現(xiàn)，”邱說，他的工作著眼于水稻，通常簡稱為水稻。

“這擴展了我們對分子馬達的設計和操作原理的了解，”他說。“陸地植物為我們提供了豐富的資源，讓我們了解這些分子馬達的整個演變過程。一些陸地植物，如果不是全部的話，已經(jīng)發(fā)展出新型的驅(qū)動蛋白-14馬達，可能有助于彌補動力蛋白的損失。”

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