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eLife挑战传统观点:细胞不可或缺的“泡”

来源:生物通
摘要:细胞需要确保其子代细胞设备齐全,包含所有必需的细胞器,但是这个过程如何发生的,至今科学家们了解的并不十分清楚。最新一项研究发现,如果子细胞中缺乏一种囊泡,那么它就会重新开始细胞器的生长。来自密歇根大学的LoisWeisman研究组一直致力于细胞研究,但是他们无法深入了解这种备份性质的细胞途径,直到有一天,研......

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细胞需要确保其子代细胞设备齐全,包含所有必需的细胞器,但是这个过程如何发生的,至今科学家们了解的并不十分清楚。最新一项研究发现,如果子细胞中缺乏一种囊泡,那么它就会重新开始细胞器的生长。

来自密歇根大学的Lois Weisman研究组一直致力于细胞研究,但是他们无法深入了解这种备份性质的细胞途径,直到有一天,研究组中一位博士后:Yui Jin发现了这个囊泡的重要性。

囊泡运输是细胞中的一种“送货上门服务”。囊泡包装着蛋白质和激素一类的物质,将它们从一个细胞器递送至另一个细胞器处。然后通过与靶细胞器膜融合释放出它的内容物。要维持正常的生命活动,真核生物必须通过囊泡运输来转移物资。因此,囊泡运输的具体机制一直受到研究者们的广泛关注。

Jin和Weisman研发了一种新技术,能同时停止酵母中囊泡的遗传传递和生物合成,“结果细胞就停滞在了一个非常特殊的点上:G1早期,”Weisman说。最后由于细胞周期停止,这一细胞就死亡了。

他们还发现了一种新形成的囊泡,这种不成熟的泡会在细胞停止后开始生长,但细胞无法进行完成细胞周期,直到细胞器能正常工作了。而且令他们感到惊讶的是,囊泡中TORC1 复合物(参与代谢反应)是细胞周期继续向前的一个必要条件。“这项研究指出了一种新检查机制,用以确保子细胞具有囊泡,”Weisman说。

来自阿尔伯塔大学的Richard Rachubinski 表示这一研究发现挑战了之前的观点,即认为细胞周期进程与细胞器遗传是相互独立发生的。

“当我还是一位年轻细胞生物学家的时候,这些事件好像都是独立发生的,(不同进程)之间并没有交流,但是现在看来并不是这样,”他说,“这些进程相互沟通,而这项工作无疑给出了一个重要的信息。”

Weisman研究组此前还曾发现,细胞内某些运输元件的破坏还是细胞器到达它们的目的地所必需的。

酵母的液泡为了能够正常的传递到子代细胞,常常从母代细胞传递到出芽中。酵母V类肌球蛋白Myo2在细胞周期中将细胞器沿着肌动蛋白运输到目的地去。以前的研究发现酵母的液泡膜蛋白Vac8对于Myo2在液泡遗传中的作用是必需的。但还没有发现Myo2和Vac8之间有直接的相互作用,Weisman and colleagues发现Vac17是Myo2特异性的液泡受体,但Vac17并不是膜结合蛋白,那么它怎样将Myo2联系在液泡上呢?

研究者发现Vac17是Vac8和Myo2之间的桥梁,Vac17上与这两种蛋白相作用的结构域是不同的。因此Vac17通过与Vac8的作用将Myo2链接在液泡膜上。

研究者发现任何干扰Myo2-Vac17或Vac8-Vac17之间相互作用的突变都抑制了液泡的遗传过程,而且导致了Vac17产生积累。他们还发现Vac17蛋白水平和与膜结合的Vac17水平在细胞周期进行过程中是变化的。液泡结合的Vac17在出芽形成时表达上调,而在出芽大小增加时下调,当液泡遗传完成后进一步下降。 

作者: 2015-12-8
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