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新研究揭示了植物細(xì)胞如何感知和響應(yīng)機(jī)械力

導(dǎo)讀 穿過細(xì)胞膜的微小隧道幫助細(xì)胞感知和響應(yīng)機(jī)械力,例如壓力或觸摸?!犊茖W(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究率先直接研究了這些機(jī)械敏感離子通道中的一種

穿過細(xì)胞膜的微小隧道幫助細(xì)胞感知和響應(yīng)機(jī)械力,例如壓力或觸摸?!犊茖W(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究率先直接研究了這些機(jī)械敏感離子通道中的一種在開花植物的苔蘚和花粉管的尖端生長(zhǎng)細(xì)胞中的作用,以及如何作用。

由圣路易斯華盛頓大學(xué)的 Elizabeth Haswell 領(lǐng)導(dǎo)的生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),在植物細(xì)胞的質(zhì)膜上并沒有像在動(dòng)物細(xì)胞中那樣發(fā)現(xiàn)所謂的 PIEZO 通道。

相反,他們觀察到 PIEZO 通道已經(jīng)退回到植物細(xì)胞中,這是一個(gè)意想不到的發(fā)現(xiàn)。PIEZO 通道位于細(xì)胞內(nèi)更深處的液泡膜中 - 大的細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器,有助于維持細(xì)胞膨脹并在植物細(xì)胞中發(fā)揮許多其他作用。

植物中的 PIEZO 通道在調(diào)節(jié)液泡的形狀和膜的數(shù)量方面發(fā)揮著重要而關(guān)鍵的作用。”

Elizabeth Haswell,藝術(shù)與科學(xué)生物學(xué)教授,霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所西蒙斯學(xué)院學(xué)者

“這是參與調(diào)節(jié)細(xì)胞器形態(tài)的 PIEZO 通道的第一個(gè)例子,”她說。“我們提供的數(shù)據(jù)可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)植物和動(dòng)物 PIEZO 同源物的新研究。”

顧名思義,機(jī)械敏感離子通道是通過對(duì)機(jī)械力作出反應(yīng)的細(xì)胞膜的路徑或隧道。在一定的力下,通道打開,允許離子流過膜。

在人類中,PIEZO 通道對(duì)生命至關(guān)重要;沒有它們,細(xì)胞發(fā)育就會(huì)停止。它們因其在感知輕觸、剪切力和壓縮力方面的作用而聞名。PIEZO 通道的功能障礙與多種人類疾病有關(guān)。

PIEZO 通道于 2010 年首次在植物基因組中被發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過對(duì)動(dòng)物同源物的十年研究,這項(xiàng)新研究聚焦于植物細(xì)胞并探索它們與動(dòng)物細(xì)胞的不同之處。其他研究團(tuán)隊(duì)最近表明,PIEZO 通道參與植物根部的機(jī)械傳感。

研究人員使用一種有點(diǎn)不典型的模式植物的尖端生長(zhǎng)細(xì)胞做出了他們的初步發(fā)現(xiàn),傳播了土苔(Physcomitrium patens)。

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