植物生长过程可能揭示人类癌症基因

发现一个新的角色和位置MIEL1

一个新的研究莱斯大学的实验室解释了基本的细胞结构常见的大多数生命形式合作植物生物燃料的增长模型。这一发现可以解释相应的机制在人类细胞。

之前它是足够成熟来进行光合作用,发展拟南芥幼苗依赖于存储在其储备的脂肪细胞protein-coated袋被称为脂滴。这些水滴动员在细胞内的能源丰富内容的容器过氧化物酶体。新的研究发现,这种合作要求在过氧物酶体酶,帮助分解蛋白涂层,脂滴。这种酶⎯MIEL1⎯以前位于细胞核,它有助于调节基因的表达。

发现一个新的角色和位置MIEL1促使问题的结果是否也适用于人类,PIRH2。额外的实验证实,PIRH2同事与过氧化物酶体拟南芥细胞中表达时,根据这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。因为PIRH2在肿瘤的发展中起着重要作用,更透彻地了解其细胞功能可能在癌症预防和治疗提供见解。

在人类细胞中,PIRH2有助于降低p53著名的蛋白质受损基因控制细胞的增殖。的p53基因编码被称为“《卫报》的基因组”和广泛的研究其抑制肿瘤的作用。突变,破坏其功能被发现在大多数癌症。

“PIRH2 p53的最高度研究监管机构之一,所以它是直接绑定到癌症,因为p53往往是突变和在内的各种癌症在许多不同的器官和细胞类型,”梅丽莎·特拉弗说,博士后研究助理Bartel实验室谁是这项研究的第一作者。

”,因为,这是一个有趣的基因研究中,“特拉弗,他也是一个大米的明矾生物化学和细胞生物学的博士项目。“学习更多关于它可以告知我们知道癌症是如何工作的以及如何阻止它。我从来没有想到我会阅读报纸对癌症在植物实验室。我开始这个项目试图回答一个非常,非常具体的关于工厂的问题,它已经非常鼓励和奖励的东西可能更广泛适用的跨系统。”

发现钢筋特拉弗的信念基础研究可以产生影响基于应用程序的科学一样重要。

“作为一个研究生,我花了很多时间为基础科学和强调其必要性和内在价值,”特拉弗说。

在一起邦妮Bartel、大米的拉尔夫和多萝西鲁尼教授生物科学,特拉弗检测了在拟南芥细胞过程展开发芽。

“多年来,我们一直在研究过氧化物酶体在拟南芥⎯他们是如何和他们做什么和为什么他们重要,“Bartel说。“过氧化物酶体在发芽过程中扮演着尤其重要的角色,当植物经历了显著的增长,但还没有足够成熟来进行光合作用。这意味着它必须使用脂质存储在亲本植株的种子。

“我们开始感兴趣的脂质滴,因为这两个密切联系的细胞器⎯脂肪存储和一个他们处理。脂滴蛋白涂层,阻止他们合并。我们感兴趣的细胞如何摆脱这种蛋白质,叫做oleosin”。

找出oleosin被分解,特拉弗工程用荧光标记的蛋白质标记的一个版本。

“我们是遗传学家,所以当我们想了解一些东西,我们想把它,“Bartel说。“梅丽莎决定寻找植物不能降低这个oleosin野生型的。因为oleosin荧光标记的,她可以看到野生型幼苗都被照亮了。然而,荧光消失随着oleosin分解和脂肪消耗。”

相比之下,突变体苗不能分解oleosin继续显示荧光。通过基因组测序和比较它与野生型植物,特拉弗是能够识别基因负责分解oleosin植物的能力。

“不再在突变的基因编码MIEL1幼苗,核酶,帮助降低转录因子⎯蛋白质调节基因表达,”Bartel说。

特拉弗执行更多的实验来找出是否MIEL1伴随或过氧化物酶体脂滴。

“意想不到的梅丽莎发现即使它作用于脂滴,MIEL1实际上是本地化的过氧物酶体,“Bartel说。“脂滴和过氧化物酶体是分散在整个细胞,和你不想降低oleosin除非旁边一个过氧物酶体脂滴。我们的假设是有这种酶的过氧化物酶体是一种确保正确的生物化学发生的需要。”

研究结果表明,enzyme-mediated过氧化物酶体之间的相互作用和脂滴在所有类似真核生物的生命形式。

“接下来要做的是在人类细胞或其他动物模型进行实验,看看类似的机制在起作用,”特拉弗说。

参考:特拉弗女士,Bartel b ubiquitin-protein连接酶MIEL1定位过氧化物酶体促进幼苗oleosin退化和脂滴动员。《美国国家科学院刊。2023;120 (29):e2304870120。doi:10.1073 / pnas.2304870120

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