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研究与创新

植物蛋白质复合物在重要的增长和开发过程中起比以前所知的作用更大

植物中液泡融合的显微镜图像。
啤酒花亚单位VPS41在液泡膜上积聚,其中与膜标记SYP22重叠。图片由马塞萨罗哈斯 - 皮尔斯提供。

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玛赛拉Rojas-Pierce 919.513.1901

北卡罗莱纳州立大学的一项新研究表明,一种很少被研究的植物细胞复合物在液泡融合这一生物过程中起着至关重要的作用,液泡融合对植物的生长和发育至关重要。这些发现揭示了复杂而重要的植物过程,以及植物如何适应环境信号。

液压是关键植物细胞单元,其包含约80%至95%的大多数植物细胞。植物死亡,如果液泡无法正常发展。被认为是一种植物垃圾堆,在储存和回收中具有多种作用,液泡对花粉发育也至关重要,无菌如果该过程变为Awry。

虽然许多植物细胞都含有一个大液泡,但Marcela Rojas-Pierce想要研究在一些模式植物中是如何形成液泡的拟南芥电池,液泡控制气孔 - 植物“孔”的开启和关闭,必须调节以通过水蒸气平衡二氧化碳摄入量和氧气的释放。

“空气管道在曝光时浮动时熔断器融合,然后它们分开或片段在黑暗中关闭气孔,”Rojas-Pierce,植物助理教授和Microbial Biology of nc状态和相应作者一篇描述该研究的论文说。“但这种美丽和精心制作的系统必须紧紧调节,以适当地确保工厂对环境的反应。”

Rojas-Pierce和他的同事检查了同型融合和血管蛋白分选(HOPS,蛋白质复合物)。啤酒花与另一组蛋白,可溶性NSF附着蛋白受体(SNAREs)合作,以促进液泡融合。啤酒花在酵母液泡融合中首次被发现是重要的。

“鼻塞蛋白质实际上是真空融合的工作,但我们的研究表明,啤酒花蛋白VPS41可以是该过程中的关键球员,而啤酒花蛋白VPS33可以充当伴随液泡融合,”Rojas-Pierce说。

她补充说,这个系统在其他真核生物或有细胞核的生物中也类似。

该研究还揭示了一些令人惊讶的发现。在酵母中,真空融合需要某些脂质的存在。此前的研究和前一项研究发现这些调节脂质在植物中抑制液泡融合。目前的研究还表明,真空膜的曲率可能在其在植物中的融合中起重要作用。

“这项研究显示了啤酒花的高度保守和特殊机制及其在液泡融合中的作用,”Rojas-Pierce说。

这项研究发表在国家科学院的诉讼程序.这项研究得到了美国国家航空航天局NNX13AM49G的资助,以及美国国家科学基金会DBI-1624613和MCB-1244354的资助

文件共同作者包括来自NC州的卡拉尔•布里拉达,吉安郑和埃莱泽罗维拉 - 迪亚迪亚,以及来自海德堡大学的法尔科克鲁格,Jana Christin Askani和Karin Schumacher。

- Kulikowski -

编辑的注释:纸上的摘要跟随。

磷酸肌苷控制啤酒花亚基VPS41的定位,该亚基与VPS33共同介导植物液泡融合。

作者:Carla Brillada,Jiameng Zheng,Eliezer Rovira-Diaz和Marcela Rojas-Pierce,北卡罗来纳州立大学;Falco Kruger,Jana Christin Askani和Heidelberg大学的Karin Schumacher

发表2018年8月13日国家科学院的诉讼程序

迪伊: 10.1073 / pnas.1807763115

抽象的:液泡是植物细胞中的必需细胞器,其动态性质对植物生长和发育是重要的。液体生物发生,花粉萌发,气孔开口和重力感知需要均型膜熔化。真核生物中液泡融合机械的已知组分包括圈套蛋白,RAB GTP酶,磷酸阳性和均质融合和真空蛋白质分选(跳跃)束缚复合物。啤酒花功能在植物中并不充分特征,但据报道胚胎发生和花粉管伸长的作用。在这里,我们表明拟南芥HOPS亚基VPS33和VPS41积聚在晚期内体中,并且该VPS41,但不是VPS33,通过Wortmannin敏感方法累积在调色剂中。VPS41和VPS33蛋白质与脂质体结合,但是通过磷脂酰吡咯-3-磷酸-3-磷酸(PTDINS(3)P]和PTDINS(3,5)P2抑制该结合,这意味着啤酒花植物中的啤酒花募集机制。VPS41的诱导抗敲低产生剧烈的液泡碎片表型,并证明了猪在液泡融合中的关键作用。此外,我们提供了调节液泡融合的VPS41和VTI11纳雷之间的遗传相互作用的证据,以及正常VPS41和VPS33定位的功能圈套复合物的要求。最后,我们提供证据支持VPS33和SYP22的初始阶段,用于跳跃的圈套相互作用,类似于其他真核生物。这些结果突出了植物液泡融合过程中啤酒花募集和功能的保守和特异性机制。

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