细胞如何利用分子马达避免强光

单细胞藻类和动物精子细胞广泛分离,但都在进化中游泳一样,挥舞着他们的突出的毛发,称为纤毛或鞭毛。运动是由分子马达,复杂的组装蛋白质改变形状时施加一个力。马达蛋白连接到细胞内部的微管骨架;电机的运动力导致微管滑动,鞭毛和推动细胞移动。

现在教授领导的研究小组Kazuo Inaba筑波大学的与来自大阪大学的科学家合作,东京理工学院和保罗谢勒研究所描述了一种新的蛋白质与一类汽车密切相关,称为动力蛋白。

团队孤立分子马达从精子细胞复合体的海洋无脊椎动物海鞘Ciona intestinalis。在组件中,他们发现了一种新型蛋白相关蛋白与疯狂传感功能,称为BLUF。他们给这个新的蛋白质“DYBLUP”dynein-associated BLUF蛋白质。基因序列比较,他们发现DYBLUP一直保存在各种生物在进化过程中,一些真菌和藻类对动物(但没有找到在节肢动物或高等植物)。

使用单细胞藻类衣藻,团队强大的电子显微镜技术用于显示DYBLUP是分子的一部分系绳连接马达蛋白微管。

然后显示DYBLUP也参与调节电动机作为回应。衣藻细胞通常游泳对暗淡的蓝光但远离明亮的蓝光,这损害细胞。突变细胞的藻类缺乏DYBLUP表现得像正常细胞在昏暗的蓝光。最初他们避免强烈的蓝光,但随着时间的推移,他们成了习惯,然后被强烈吸引。

“我们发现了一个新特性的分子马达”,教授说Inaba通讯作者。“不仅是DYBLUP守恒的广泛不同的物种,它也参与反应。在突变体衣藻细胞没有DYBLUP蛋白质,似乎电机和细胞骨架之间的联系部分坏了,导致不受控制的跳动的鞭毛在蓝光和改变细胞的行为。”

”的功能和进化DYBLUP是迷人的,”教授Inaba仍在继续。“更好地了解这种蛋白质也可能为新技术来操纵分子马达,也许使用光扳机。”

参考:山本Kutomi O, R, Hirose K, et al . dynein-associated感光蛋白阻止纤毛适应蓝光。Sci副词。2021;7 (9):eabf3621。doi: 10.1126 / sciadv.abf3621

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