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不对称的起源 一种让你做出扭曲的蛋白质

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-18浏览次数:1079

不对称在所有尺度的生物学中起着重要作用:思考DNA螺旋,人类心脏在左边的事实,我们倾向于使用我们的左手或右手.来自生物学研究所Valrose(CNRS)团队/Inserm /UniversitéC?ted'Azur)与宾夕法尼亚大学的同事们合作,展示了一种蛋白质如何在另一种分子中诱导螺旋运动。通过多米诺骨牌效应,这可能导致细胞,器官甚至整个身体的扭曲,从而引发侧向行为。该研究发表在2018年11月23日的“科学”杂志上。

我们的世界基本上是不对称的:想想DNA的双螺旋,干细胞的不对称分裂,或者人类心脏在左边的事实.但是这些不对称是如何产生的以及它们如何相互作用联系?

在CNRS研究员StéphaneNoselli领导的团队生物学研究所,包括Inserm和UniversitéCoted'Azur研究人员,为解决这些谜团,他们多年来一直在研究左右不对称性。生物学家已经确定了第一个控制常见果蝇(果蝇)不对称性的基因,这是生物学家青睐的模式生物之一。最近,研究小组发现这种基因在脊椎动物中起着相同的作用:它产生一种蛋白质,肌球蛋白1D,它控制器官在同一方向的缠绕或旋转。

在这项新研究中,研究人员在果蝇的正常对称器官中诱导了肌球蛋白1D,如呼吸道。相当令人惊讶的是,这足以引起各个层面的不对称:变形细胞,气管缠绕在自身周围,整个身体的扭曲,以及蝇幼虫的螺旋机车行为。值得注意的是,这些新的不对称性始终朝着同一方向发展。

为了确定这些级联效应的起源,宾夕法尼亚大学的生物化学家也为该项目做出了贡献:在玻璃盖玻片上,它们制造肌球蛋白1D和细胞骨架的一个组成部分(细胞的“骨架”)即肌动蛋白接触。他们能够观察到两种蛋白质之间的相互作用导致肌动蛋白呈螺旋状。

除了它在果蝇和脊椎动物的左右不对称中的作用外,肌球蛋白1D似乎是一种独特的蛋白质,在所有水平诱导其自身的不对称性,首先在分子水平上,然后通过多米诺骨牌效应,在细胞,组织中和行为水平。这些结果表明在进化过程中突然出现新的形态特征的可能机制,例如蜗牛体的变形。因此,肌球蛋白1D似乎具有该创新的所有必要特征,因为其表达足以在所有尺度上引起变形。