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植物 如何组装细胞壁

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-10-12浏览次数:656

马丁路德大学的Halle-Wittenberg(MLU)的植物研究人员正在为植物的基本细胞分裂提供新的见解。科学家已经成功地理解了如何协调在细胞分裂过程中正确分离子细胞的关键过程。在科学出版物EMBO Journal中,他们描述了某些膜组件的任务以及当这些组件被破坏时植物如何受到影响。

对于他们的研究,植物研究人员检查了拟南芥拟南芥的根。他们培育了正常的植物和植物,其中一些影响膜组成的酶被人为地关闭。 “我们想找出哪些膜组分对细胞分裂很重要以及为什么,”MLU的Ingo Heilmann教授解释道。

对于植物发育,它们的细胞必须分裂。首先,位于细胞核中的遗传物质分裂。由重复的遗传物质形成两个全新的核。细胞的其他组分,例如叶绿体和线粒体,分布在两个未来的子细胞之间。所有这些都发生在父细胞中。

只有这样,子细胞才会被新细胞壁分开。整个过程可以与施工现场进行比较。首先,在细胞中间形成由蛋白质纤维制成的临时支架,即所谓的phragmoplast。像铁路轨道一样,这些纤维引导细胞壁所需的建筑材料。小气泡逐渐沿着轨道输送新的细胞壁材料。这是通过复杂的聚变机械组装而成的,形成一个更大的结构:细胞板。细胞板在其边缘处从细胞中心继续向外生长,直到细胞壁盘完全将子细胞彼此分开。 “融合机器必须正确协调蛋白质纤维,使一切运转,

利用生物化学和细胞生物学实验,他的团队能够证明PI4P是一种在细胞分裂中起两种作用的膜组分:PI4P不仅可以控制融合机的活性,还可以确保新材料的运输。正确的方向。研究人员第一次能够证明PI4P有助于确保phragmoplast的蛋白质支架在正确的位置组装和拆卸。在正常植物中,这导致规则细胞完美地配合在一起并赋予植物所需的稳定性。

然而,在突变植物中,科学家已经观察到细胞分裂的严重缺陷:他们发现由于子细胞分离不成功而扩增的细胞含有几个细胞核。一些细胞不完全分裂,细胞组织无序,个体细胞的大小变化很大。 “这不是一个快乐的组织。它使整个植物更加不稳定,减小了它的大小并影响它如何适应环境刺激,“Heilmann解释说。

来自Halle的研究团队的结果有助于更好地了解植物微管细胞骨架的动态。细胞骨架不仅决定了细胞分裂过程中细胞运输的方向,还指导了植物的一般生长。因此,新发现可能具有深远的影响,例如纤维素在植物细胞壁中的沉积,从而影响生物量和纤维素的产生。然而,必须首先确定这些发现是否也可以应用于其他植物以及如何特异性调节这里研究的酶的活性。

该研究由Deutsche Forschungsgemeinschaft(DFG,德国研究基金会)和中国奖学金委员会资助,并与莱布尼茨植物遗传和作物植物研究所(IPK Gatersleben)合作。