يكتشف علماء الأحياء لغزًا متشابكًا لنمو الخلايا النباتية
يمكن أن تؤدي البصيرة إلى محاصيل أكبر وغلة أفضل
ملخص:
عندما لا تنقسم الخلايا إلى نسخ مناسبة من نفسها ، تفشل الكائنات الحية في النمو كما ينبغي. لأول مرة ، يفهم العلماء الآن كيف يمكن أن يؤدي بروتين يسمى TANGLED1 إلى انقسام خلايا دقيق في النباتات.
قصة كاملة
عندما لا تنقسم الخلايا إلى نسخ مناسبة من نفسها ، تفشل الكائنات الحية في النمو كما ينبغي. لأول مرة ، يفهم العلماء الآن كيف يمكن أن يؤدي بروتين يسمى TANGLED1 إلى انقسام خلايا دقيق في النباتات.
داخل الخلايا هي هياكل تسمى الأنابيب الدقيقة ، والتي تعمل مثل الطرق السريعة لنقل البروتينات والعضيات. كما أنها مهمة لفصل الحمض النووي بعد أن تتكرر لتكوين خليتين في النهاية.
قالت كارولين راسموسن ، الأستاذة المساعدة في بيولوجيا الخلايا النباتية في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد: "لا يمكنك العيش بدون أنابيب دقيقة ، ولا تستطيع النباتات أيضًا". "لأنهم مهمون للغاية ، إلى أين يذهبون وكيف يجب أن يتحكموا بعناية".
اكتشف راسموسن وزملاؤه أن بروتين TANGLED1 يقوم بوظيفة التحكم في الأنابيب الدقيقة عن طريق ربط الأنابيب الدقيقة معًا مثل الغراء. تم نشر وصفهم لكيفية عمل TANGLED1 اليوم في مجلة بيولوجيا الخلية.
من خلال جمع الأنابيب الدقيقة و TANGLED1 في أنبوب اختبار ، رأى الفريق تفاعلات مدهشة بينهما. في كثير من الأحيان ، يمكن للبروتينات فقط تجميع الأنابيب الدقيقة بزوايا محددة جدًا - 40 درجة أو أقل. يمكن لـ TANGLED1 الإمساك بالنبيبات الدقيقة من أي زاوية وربطها معًا.
وقال راسموسن "على حد علمي ، هذا هو أول بروتين نباتي لوحظ في المختبر بهذه الخاصية".
من المحتمل أن تكون قدرة البروتين على التقاط الأنابيب الدقيقة واستقرارها أمرًا بالغ الأهمية للقدرة على فصل الخلايا البنت بشكل صحيح. تؤدي انقسامات الخلايا في الزاوية الخاطئة إلى مشاكل كبيرة مثل تكوين الأورام.
تحتاج الخلايا الحيوانية عادة إلى البقاء ملتصقة بالسطح ، ويتم التحكم في تقسيمها لضمان بقاء الخلايا هناك. إذا أصبحت الخلية غير مرتبطة بالسطح بعد الانقسام ، فقد يشير ذلك إلى بداية الورم.
ضم فريق راسموسن بابلو مارتينيز وشون أوليري وأنطونيا زانج من جامعة كاليفورنيا ريفرسايد. الكيميائيان الحيويان رام ديكسيت وراشابا بالكوندي من جامعة واشنطن ؛ وعالم الرياضيات كينيث براك من جامعة سسكويهانا.
الآن بعد أن شاهد الفريق TANGLED1 وهو يعمل في المختبر ، فإن الخطوة التالية هي مراقبته في خلية حية. إذا تمكنوا من اكتساب فهم أعمق للجينات التي تتحكم في انقسام الخلايا النباتية ، فقد يتم التلاعب بهذه الجينات لإنتاج محاصيل عالية الغلة ، مثل كيزان أكبر من الذرة أو المزيد من الحبوب.
فائدة إضافية لهذا البحث هو البصيرة التي يمكن أن تسفر عن العمليات الخلوية البشرية. عندما تكون هناك عيوب في قدرة الخلية على تحريك المواد على الأنابيب الدقيقة ، يمكن أن تتبع أمراض مثل مرض الزهايمر أو السرطان.
غالبًا ما يتم إجراء الأبحاث حول هذه الأمراض على خطوط الخلايا البشرية أو النماذج الحيوانية. ومع ذلك ، هناك أوجه تشابه بين سلوك تجميع الحبيبات الدقيقة لـ TANGLED1 في النباتات وبروتينات ربط الحبيبات الدقيقة في البشر ، مما يجعل من السهل معرفة المزيد من خلال وصف كليهما في نفس الوقت.
قال راسموسن: "يقول الناس أن النباتات لا تصاب بالسرطان ، وهذا صحيح بشكل عام". "ولكن في بعض الأحيان عندما يكون لديك منظور مختلف لسؤال ذي صلة - في هذه الحالة ، ما يتحكم في الموقع المكاني لتقسيم الخلايا - يمكنك رؤية الأشياء التي يصعب رؤيتها في أنظمة النماذج الأخرى."
مصدر القصة:
المواد المقدمة من جامعة كاليفورنيا - ريفرسايد. الأصل كتبه جول برنشتاين.
مرجع المجلة:
تاريخ: 22 يونيو 2020
مصدر: جامعة كاليفورنيا - ريفرسايد
بابلو مارتينيز ، رام ديكسيت ، راشابا س. بالكوندي ، أنطونيا زانغ ، سين إي أوليري ، كينيث أ. براك ، كارولين ج. راسموسن. يتوسط TANGLED1 تفاعلات الأنابيب الدقيقة التي قد تعزز وضع مستوى الانقسام في الذرة. JCB ، 2020 DOI: 10.1083 / jcb.201907184
تاريخ: 22 يونيو 2020
مصدر: جامعة كاليفورنيا - ريفرسايد
تعليقات
إرسال تعليق