Исследовательская группа под руководством биофизика из Орегонского государственного университета и биолога растений из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружила новый моторный белок, который значительно расширяет современные представления об эволюции и принципах строения моторных белков.
Выводы исследовательской группы под руководством Вейхонг Цю из Научного колледжа ОГУ и Бо Лю из Калифорнийского университета в Дэвисе были опубликованы сегодня в Nature Communications.
Используя аналогию с мегаполисом, внутренняя часть эукариотических клеток содержит подобную железной дороге структуру, называемую цитоскелетом, и крошечные транспортные средства, называемые моторными белками. Моторные белки воздействуют на пути цитоскелета, генерируя силы и направленное движение для многих важных процессов, таких как транспортировка клеточных «грузов» и разделение дуплицированных хромосом во время клеточного деления..
Клетки человека, животных и грибов имеют три различных типа моторных белков, которые ученые называют миозин, кинезин и динеин. Кинезин и динеин движутся по одному и тому же цитоскелетному пути и обычно в противоположных направлениях.
«Мы обнаружили первый двигатель кинезина-14 из наземных растений, который способен непрерывно двигаться по пути цитоскелета самостоятельно», - сказал Цю.
«Кинезин-14 - подмножество кинезиновых моторов - имеет те же предпочтения по направлению, что и динеиновый мотор», - сказал он. «Однако динеин оказывается основным моторным белком в этом направлении, потому что моторы кинезина-14 лишены способности динеина генерировать постоянную подвижность на пути цитоскелета."
Ученые уже давно предполагают, что наземные растения могли эволюционировать в нетрадиционные кинезины-14, способные самостоятельно генерировать постоянную подвижность. Наземные растения не имеют динеина. Но у них много моторов кинезина-14, сказал Цю.
Руководствуясь этим, исследователи исследовали наземные растения, пытаясь найти какие-то новые кинезины-14, которые потенциально могли бы компенсировать потерю динеина в наземных растениях.
«Эта работа является важным открытием в области биологических двигателей за последние годы», - сказал Цю, чья работа касалась Oryza sativa, которую чаще всего называют просто рисом.
«Это расширяет наши знания о конструкции и принципах работы молекулярных двигателей», - сказал он. «Наземные растения предлагают нам богатый источник для понимания всей эволюции этих молекулярных двигателей. И некоторые наземные растения, если не все, развили новые двигатели кинезина-14, чтобы потенциально компенсировать потерю динеина."
В сотрудничестве с Цю и Лю в исследовании участвовали Куо-Фу Ценг и Эллисон Гиккинг с физического факультета ОГУ; Джоэл Боуэн из математического факультета ОГУ; Юх-Ру Джули Ли из Калифорнийского университета в Дэвисе; и Пань Ван и Лицзюнь Го из Университета Хэнань, Китай.
Национальный научный фонд поддержал исследование.