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特殊蛋白控制细胞微管组织

日期:2014-11-24 00:00:00

在研究细胞结构时,可以根据形状来推测其功能。植物细胞中有一个动态的骨架,负责引导细胞的生长、发育、运动和分裂。随着时间推移,骨架的变化造就了细胞的形状和行为,最终形成整个生物体的结构和功能。美国卡内基科学研究所对一种叫做GCP-WD的特殊组织蛋白进行了研究,发现这种蛋白控制着成核的位置、速度和细胞皮质阵列的形状,对植物细胞骨架和细胞结构形成具有重要作用,对动物细胞骨架的组织也可能非常关键。

 

微管由微管蛋白聚合而成,形成细胞骨架。微管蛋白和类微管蛋白在进化过程中是极为“保守”的,许多细菌、真菌、高等植物和动物中都有,在生物细胞的生长和分裂中起着关键作用。人们对微管在动物细胞分裂中的作用已经相当了解。细胞的“有丝分裂”过程分为多个阶段,其中包括复制一套细胞的DNA染色体,并分裂为两个独立的细胞。由微管构成的支架把复制那一半染色体拉开,并引导它们进入两个新的子细胞。

 

但植物和动物的“微管辅助细胞分裂”之间还有一个重要区别。在动物细胞(以及酵母菌细胞)中,一般情况下,负责在分裂过程中分开染色体的微管围绕着一个中心结构来组织;而在植物细胞中,微管阵列并没有一个中心体。在没有中心体帮助定位的情况下,微管是怎样找准位置并履行自身功能的?人们对此还知之甚少,这正是伊哈特小组研究的焦点。

 

他们发现,一种叫做GCP-WD的蛋白质在哺乳动物的中心型微管组织结构中起了重要作用,也是植物细胞中单个微管形成、定位的关键。其作用远不止在分裂过程中,对植物细胞整体骨架的组织和功能都至关重要。因此在确定植物细胞的形状和功能上,GCP-WD是一个关键因子,影响着细胞的结构体系。微管在神经细胞内含量丰富,是细胞组织和信息处理的中心。近年来,随着量子理论和计算机的发展,许多物理学家对微管的作用也越来越感兴趣。“大家在植物细胞中进行了定量活细胞研究,让大家能‘看到’微管是如何组织的背后的分子机制。”卡内基研究所 David Ehrhardt 说,观察GCP-WD的功能和运作,对研究动物细胞微管的科学家来说也很有意义。

 

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