在植物和动物细胞中,马达蛋白像引擎在繁忙的铁路系统。它们航天材料细胞从一个位置到另一个地方。正如通勤火车旅行一个可预测的路由定义的方向,他们的运输是符合需要的体积。在高峰时间,更多的火车在操作。午夜,没有点运行列车每10分钟。

在一个增长的植物细胞中,马达蛋白驱动蛋白作为运输车运输材料建成的一部分细胞需要它们的地方。驱动蛋白沿着铁轨的聚合物称为微管他们要去哪里。移动货物成本细胞能量和资源,这个过程是紧密控制,防止浪费。

现在在圣路易斯华盛顿大学的生物学家已经发现了把驱动蛋白的分子司闸员在检查,直到他们的货物是必要的。

的importin IMB4是专门监管机构控制驱动蛋白参与构建植物细胞壁。它通过身体绑定驱动蛋白,说Ram武断的话,在艺术与科学学院生物学副教授。IMB4持有驱动蛋白的活性state-protecting从退化而等待和旅游阻止驱动蛋白沿着微管直到货物是必要的。新研究发表在《细胞发育。

“细胞壁就像植物的外骨骼,和建筑是植物最重要的功能之一。我们已经确定了一个关键分子监管机构密切控制细胞壁沉积身体绑定驱动蛋白,”迪克西特说。“我们仍然不知道信号导致IMB4释放刹车,但我们现在需要理解它如何阻碍驱动蛋白,直到他们。”

准备好搬家公司

严格的细胞壁是一个重要的植物和大力昂贵的投资。细胞壁赋予力量,使得细胞能够承受的膨压的增长是必要的。

在拟南芥植物细胞壁沉积取决于kinesin-4,称为脆性纤维1或FRA1。FRA1被十多年前,但在迪克西特实验室2015年的一项研究证实,其能动性和丰富与细胞增长率。

博士后Anindya Ganguly,论文的主要作者,该研究小组所吸引了。在快速增长细胞幼苗的茎,他们看到许多FRA1驱动蛋白沿着微管。但进一步沿茎,细胞就停止伸长、马达蛋白都消失了。

“类似于高峰,当植物正在迅速增长,你需要提供很多细胞壁物质跟上增长,“Ganguly说。“高效、大容量传输取决于电机有很多蛋白质。监管机构我们发现保持过剩这些转运蛋白在快速增长的时期。”

Ganguly和她的同事发现importin IMB4直接结合的运动领域FRA1驱动蛋白。利用突变体的结合分析,FRA1在活细胞的显微镜蛋白质生物化学,研究小组表明,这种交互抑制FRA1的运动。

“这importin堵塞马达,驱动蛋白的引擎,”迪克西特说。“你抑制流动性通过禁止其与跟踪。”

”网站上,我们认为它结合,基于我们在这里做的一些分析,包括在其他驱动蛋白氨基酸非常保守的家庭在这两种植物和动物,”迪克西特说。“我们认为有一个好的机会,这种机制可能是普遍适用的。”

扭曲的妹妹

与IMB4处理,研究人员现在有一个更好的理解的机械运作的引擎细胞壁沉积。本月武断的话发表的另一项研究实验室标识一个监管机构参与建设的支架驱动蛋白的举动。

在这项研究中,研究人员检测了一个突变体拟南芥植物呈现出一种扭曲的增长模式。它的叶子和茎漩涡在自己;其根源是复杂和扭曲。

这些所谓的螺旋突变体受到弯曲微管(“跟踪”,驱动蛋白沿着在其他研究中)。突变,切断蛋白质被认为剪和缩短微管他们彼此交叉的地方。

但当武断的话,博士后研究人员Yuanwei风扇和格雷厄姆Burkart着手解析细胞内螺旋突变体的活动,他们发现了一个更有趣的和微妙的机制。重要的是,他们发现植物SPR2蛋白质调节minus-end动态突变体的微管。

微管有一个快速增长的,更有活力,标识为“+”端,生长缓慢,减少动态“-”结束。微管成长和萎缩的一面,而负端通常现在才被认为是静态的。

值得注意的是,spiral2突变,minus-ends极其动态和缩短以更高的利率比野生型植物。

“我们不仅发现这种蛋白质定位的-,植物,调节minus-end动力学,但我们可以概括这种行为在体外,”迪克西特说。“我们可以说,这种蛋白质,这种蛋白质单独能充分本地化的-结束,跟踪-结束,和稳定。”

有趣的是,SPR2植物蛋白和哺乳动物蛋白质稳定有着很多共同点-结束的微管组织这条线的表面器官和神经元。

这个单独的微管工作是由美国国立卫生研究院的资助,并在线发表在3月19日出版的《当代生物学》杂志上。

跟踪的细胞形状和功能

总的来说,这项新研究监管机构的马达蛋白和微管有助于解释植物细胞产生的内部运作他们的形状和使他们改变他们的生长发育和环境信号的反应。

工作IMB4 FRA1驱动蛋白迪克西特努力的一部分,工程力学生物学中心(CEMB),国家科学基金会资助的科学和技术中心共同由华盛顿大学和宾夕法尼亚大学。CEMB之内,迪克西特领导一个研究群体集中在确定细胞如何适应,和变化,他们的机械环境。

“中心的焦点是真的发现,理解,并最终能够控制机械力的作用显而易见在生物系统中,“迪克西特说。

”中心的独特之一是,它汇集了植物和动物系统。以前没有做过的,”迪克西特说。”的理念是,我们能够发现一些普遍的原则是适用于这两个王国”。