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纤毛如何启动纳米马达

时间:2018-07-17      阅读:212

 

细胞有一些纤细的突起,它们被称为纤毛(cilia),大多数人从来没有听说过它们,但每个生命个体都需要它们——纤毛让精子移动,保护肺部以及影响胚胎器官分化。

慕尼黑工业大学(Technical University of Munich,TUM)的研究人员重建了负责纤毛运输的蛋白质复合体,揭示它们对纤毛功能的决定性作用。

鞭毛虫(flagellates)和精子等真核细胞纤毛结构可以确保细胞移动到达正确位置。纤毛的多功能性非常迷人。

近年来,纤毛的信号转导已被科学家阐明。但是研究人员们却对控制纤毛各种功能的生化进程一知半解。

一块玻璃片,上面朝光的一面有一些充满液体的毛细血管,这些透明的液体只在荧光显微镜下才能呈现出奇妙的一幕:荧光染料标记的化合物(绿点)都朝着一个方向运动。像一条条高速公路,运输蛋白沿着纤毛的细小通道迁移,驱动它们的“引擎”是如何启动的?至今这仍然是一个谜。

蛋白复合体的构建体来自模式生物线虫,线虫利用纤毛寻找食物和洞察危机。生物学家已经鉴定出了许多影响线虫纤毛功能的蛋白质。

经典的‘自上而下’的研究方法已经达到了它的极限,因为涉及太多构建块以至于问题变得越来越复杂。为了解鞭毛内运输(intra-flagellar transport, IFT),研究人员们采取了相反的方法,‘自下而上’地研究个体蛋白及其相互作用。

他们的工作类似于在大海中捞针,各种各样的蛋白质都很值得怀疑。经过几个月的筛选,研究人员偶然发现当4种蛋白质融合为一个复合体后,它们开始在载玻片上的毛细管中迁移。

研究人员们看到荧光显微镜的这组图像时,我们马上意识到:我们找到启动引擎的关键部分了。如果缺失其中一个基因,机器随之失效。鉴于纤毛的重要性,这可以解释一系列严重疾病。

 

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