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对植物细胞器和分子运动的新见解

2019-02-18 08:56:33 • 来源：

密歇根州立大学的科学家已经发现了一种名为TGNap1(TGN相关蛋白1)的新蛋白质，他们在一种知之甚少的植物细胞器 - 跨高尔基网络(TGN)中发现了这种蛋白质。TGN处于控制分子交通进入(胞吞作用)和离开(胞吐作用)植物细胞的途径的交叉点。TGN及其支持扩展图标蛋白的网络对于许多生物体的适当代谢是必不可少的。但它们的功能对科学家来说仍然是一个谜。

对植物细胞器和分子运动的新见解

我们知道TGN有助于建立扩大的iconplant生物量，这对于基于植物的产品(如燃料，食品和动物饲料)非常重要。在人类中，TGN缺陷引起神经退行性疾病和遗传性神经肌肉疾病。这项新研究为TGNap1 蛋白在结构和功能方面如何支持TGN 提供了见解。然后描述了蛋白质如何协助TGN运动，通过与微管的相互作用，这影响TGN的生物发生。该研究发表在Nature Communications上。

植物突变体在贩运中有缺陷

Federica Brandizzi博士实验室的研究助理Luciana Renna发现，TGNap1在植物突变体中有缺陷，因为它可以扩大图标分泌。

“在缺乏蛋白质的情况下，TGN的一个亚类似乎在其形成阶段成熟很差，”Luciana说。“TGN变大，形态异常。因此，我们发现它的一个功能，分泌缺陷。换句话说，应该在细胞外传递的货物部分保留在内质网中，这是部分exocytic分泌途径。这种分泌缺陷导致这种细胞器畸形。“

突变植物在内吞作用方面也有缺陷，这是允许细胞进入分子的相反过程。“值得注意的是，TGNap1仅针对TGN的特定子类，”Luciana补充道。“这证明植物细胞含有不同类型的TGN，其中每个亚群可能专注于不同的功能。但科学家发现很难对这些亚群进行分类和表征。”

微管：细胞器运动的新模型

TGNap1的N末端具有将其连接至TGN并将其与微管结合的结构域，微管就像细胞器用于在细胞内移动的铁轨。“我们认为微管将TGN定位在正确的位置，”Luciana说。“蛋白质连接两种成分(参见上面的模型)。没有它，链接就会消失，运动受到阻碍。我们认为这种破坏会导致我们在突变体中观察到的缺陷。”

微管驱动的运动是植物科学的新思路。科学家倾向于认为运动依赖于另一种叫做肌动蛋白的成分。展望未来，研究人员将进一步研究这种蛋白质。Luciana说，没有TGNap1的贩运缺陷是部分的。这暗示了更大的图景，包括影响TGN的更多因素。或者，蛋白质可能在特定的发育条件下起作用。

“我们很高兴能找到这种将TGN运动，生物发生和功能联系在一起的新组件，”Luciana说。“我们发现各种过程，如膜转运，细胞骨架相互作用，膜结构和动力学是相互依赖的。我们的领域倾向于孤立地研究每个过程。”

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