新基因帮助一些酵母忍受致命的毒素

美国国立卫生研究院的研究人员发现了一种基因,使酵母抵抗致命的毒素,根据一项新的研究发表在美国国家科学院院刊》上。

研究进化的毒素抵抗,国家人类基因组研究所研究员(NHGRI),国立卫生研究院的一部分,使用酵母——这种常用的家庭烘焙——作为模式生物。

虽然研究人员早就知道对酵母的非凡能力逃避致命毒素的影响,原因直到现在还是一个谜。

“基因组的复杂性,调解这些物种内部斗争漂亮了像这样的一项研究中,“查尔斯·Rotimi说博士科学NHGRI校内研究项目的主管。“虽然这是一个酵母的故事,肯定会影响的机制研究毒素及其对人类的影响。”

纵观人类历史,人们渐渐的各种毒素由其他生物,如蜘蛛、植物、蛇甚至霍乱或炭疽热细菌。理解在酵母可能导致毒素抵抗人类抵御毒素的新途径。

“我们感兴趣的是了解基因变异导致个体间的差异,所以在这项研究中,我们看到的最基本的生物机制抵抗毒素简单生物,如酵母、“Meru苦行僧说,博士,一名调查员在基因疾病研究分会NHGRI和这项研究的资深作者。“生物变化的一个重要方式是多少他们受到毒素的影响。”

通常,毒素被用在不同的物种之间的冲突。然而,这些“杀手”酵母是有趣的和安全的研究因为毒素只影响其他酵母和不伤害人类,Ilya安德列夫说,前NHGRI postbaccalaureate实习领导这项研究。

“很少有这些物种内部冲突的例子在大自然中,我们的工作也仅仅是表面的理解这种冲突的演化动力学,”安德列夫补充道。

在当前的研究中,NHGRI研究者分析酵母感染病毒,导致酵母分泌一种叫做K28的致命的毒素。不影响酵母感染的病毒。相反,感染酵母也对毒素的效果。

这些感染酵母分泌K28毒素清除附近未受感染的酵母生长。这提供了受感染的酵母的进化优势的竞争资源。然而,一些未受感染的酵母生长尽管毒素的存在。

找出这些未受感染的酵母抵抗毒素,研究者接触不同的未受感染的酵母K28毒素。这些毒素被列为高度耐药的影响和影响的敏感。然后,研究人员比较了抗性与敏感酵母的基因组来确定哪些基因会导致一些酵母耐药。

通过这个调查,研究人员确定KTD1基因提供了K28毒素抵抗。“这种基因以前从未被研究过,圣人说。”的第一步是确定这种基因在分子水平上完全理解发生了什么。”

研究人员然后附加一个发光的蛋白质KTD1蛋白质来跟踪它在酵母细胞中的位置。他们发现KTD1蛋白质表面驻留细胞被称为液泡的小隔间里。在细胞液泡用于许多目的,包括孤立和分解有害物质如毒素。

造成其毒性,K28毒素必须在细胞自由行动。研究人员猜测KTD1蛋白可能参与捕捉液泡中的毒素。

的一个区域KTD1蛋白质会到液泡的中心,它可能与被困的毒素。通过分析蛋白质序列,研究人员发现的这个区域KTD1蛋白质是在强大的进化压力。

这些强大的进化压力指向这一地区的重要性KTD1蛋白质的功能和突出毒素和酵母之间的竞争。然而,还需要更多的研究来了解这个地区的KTD1蛋白质使K28检查和K28如何进化的反应。

参考:安德列夫,前者特制产品,Giovanetti SM, et al。发现的一个快速发展的酵母防御因子,KTD1,分泌毒素K28杀手。PNAS。2023年,120 (8):e2217194120。doi:10.1073 / pnas.2217194120。

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