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植物 如何組裝細胞壁

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-12瀏覽次數:656

馬丁路德大學的Halle-Wittenberg(MLU)的植物研究人員正在為植物的基本細胞分裂提供新的見解。科學家已經成功地理解了如何協調在細胞分裂過程中正確分離子細胞的關鍵過程。在科學出版物EMBO Journal中,他們描述了某些膜組件的任務以及當這些組件被破壞時植物如何受到影響。

對于他們的研究,植物研究人員檢查了擬南芥擬南芥的根。他們培育了正常的植物和植物,其中一些影響膜組成的酶被人為地關閉。 “我們想找出哪些膜組分對細胞分裂很重要以及為什么,”MLU的Ingo Heilmann教授解釋道。

對于植物發育,它們的細胞必須分裂。首先,位于細胞核中的遺傳物質分裂。由重復的遺傳物質形成兩個全新的核。細胞的其他組分,例如葉綠體和線粒體,分布在兩個未來的子細胞之間。所有這些都發生在父細胞中。

只有這樣,子細胞才會被新細胞壁分開。整個過程可以與施工現場進行比較。首先,在細胞中間形成由蛋白質纖維制成的臨時支架,即所謂的phragmoplast。像鐵路軌道一樣,這些纖維引導細胞壁所需的建筑材料。小氣泡逐漸沿著軌道輸送新的細胞壁材料。這是通過復雜的聚變機械組裝而成的,形成一個更大的結構:細胞板。細胞板在其邊緣處從細胞中心繼續向外生長,直到細胞壁盤完全將子細胞彼此分開。 “融合機器必須正確協調蛋白質纖維,使一切運轉,

利用生物化學和細胞生物學實驗,他的團隊能夠證明PI4P是一種在細胞分裂中起兩種作用的膜組分:PI4P不僅可以控制融合機的活性,還可以確保新材料的運輸。正確的方向。研究人員第一次能夠證明PI4P有助于確保phragmoplast的蛋白質支架在正確的位置組裝和拆卸。在正常植物中,這導致規則細胞完美地配合在一起并賦予植物所需的穩定性。

然而,在突變植物中,科學家已經觀察到細胞分裂的嚴重缺陷:他們發現由于子細胞分離不成功而擴增的細胞含有幾個細胞核。一些細胞不完全分裂,細胞組織無序,個體細胞的大小變化很大。 “這不是一個快樂的組織。它使整個植物更加不穩定,減小了它的大小并影響它如何適應環境刺激,“Heilmann解釋說。

來自Halle的研究團隊的結果有助于更好地了解植物微管細胞骨架的動態。細胞骨架不僅決定了細胞分裂過程中細胞運輸的方向,還指導了植物的一般生長。因此,新發現可能具有深遠的影響,例如纖維素在植物細胞壁中的沉積,從而影響生物量和纖維素的產生。然而,必須首先確定這些發現是否也可以應用于其他植物以及如何特異性調節這里研究的酶的活性。

該研究由Deutsche Forschungsgemeinschaft(DFG,德國研究基金會)和中國獎學金委員會資助,并與萊布尼茨植物遺傳和作物植物研究所(IPK Gatersleben)合作。

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