世界上最快的生物運(yùn)動(dòng)背后的巨大蛋白質(zhì)被發(fā)現(xiàn)|環(huán)球播資訊
來源：cnBeta
時(shí)間：2023-05-01 15:40:40
(資料圖片)
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了Spirostomum的超快收縮的分子基礎(chǔ)，Spirostomum是一種以令人難以置信的快速運(yùn)動(dòng)而聞名的毫米級(jí)單細(xì)胞原生動(dòng)物屬。利用從RNAi獲得的高質(zhì)量基因組，研究人員發(fā)現(xiàn)收縮結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)狀收縮纖維系統(tǒng)，是由兩個(gè)巨型蛋白和兩個(gè)Ca2+結(jié)合蛋白組成。
這項(xiàng)研究對(duì)于理解超快細(xì)胞收縮的分子機(jī)制具有重要意義，并為設(shè)計(jì)和建造超快收縮的微機(jī)械提供了藍(lán)圖。
在他1676年10月9日給皇家學(xué)會(huì)的著名信件中，Antonie van Leeuwenhoek描述了一種單細(xì)胞真核生物（Vorticella）及其迷人的超快細(xì)胞收縮，這是第一組發(fā)現(xiàn)。這種由Ca2+依賴性機(jī)制引發(fā)的超快細(xì)胞收縮不同于在肌動(dòng)蛋白-肌球蛋白和dynein/kinesin-tubulin系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的三磷酸腺苷（ATP）-依賴性機(jī)制。
Spirostomum（大旋口蟲）是一屬毫米級(jí)的單細(xì)胞原生動(dòng)物，以其難以置信的快速運(yùn)動(dòng)而聞名，如Vorticella（鐘形蟲）。由于它們的超快速收縮，它們能夠進(jìn)行生物界中一些最快的運(yùn)動(dòng)。然而，盡管有很多研究，這種超快細(xì)胞收縮背后的分子機(jī)制長期以來一直是個(gè)謎。
最近，由中國科學(xué)院水生所苗圩教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過描述Spirostomum的超快收縮背后的分子基礎(chǔ)揭開了這個(gè)謎團(tuán)。該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。
在這項(xiàng)研究中，研究人員使用他們之前建立的基因組組裝管道獲得了Spirostomum的高質(zhì)量基因組。他們發(fā)現(xiàn)，收縮結(jié)構(gòu)是一個(gè)網(wǎng)狀的收縮纖維系統(tǒng)，由兩個(gè)巨型蛋白和兩個(gè)Ca2+結(jié)合蛋白組成。利用RNAi，他們驗(yàn)證了巨型蛋白的功能。
超分辨率成像顯示，網(wǎng)狀收縮纖維系統(tǒng)與微管細(xì)胞骨架、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）耦合，很符合斯皮羅斯托姆細(xì)胞重復(fù)性超速收縮和延伸的生物和物理需要。
"實(shí)際上，我們的研究為研究非模式原生動(dòng)物提供了一個(gè)有價(jià)值的參考，涵蓋了從基因組到分子研究的各個(gè)方面，"MIAO教授說。
這項(xiàng)研究對(duì)于理解超快細(xì)胞收縮的分子機(jī)制具有高度意義，并為超快收縮微機(jī)械的生物模仿、設(shè)計(jì)和建造提供了良好的藍(lán)圖。
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