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    微管精-確切割

    2020-11-03 00:00:00
    微管精-確切割
    詳細介紹:

    The EMBO journal. 2017 oct.DOI:10.15252. IF=9.7 ,單位:中國科學院微生物研究所,中國科學院大學

    【研究內容】

    研究背景:微管作為一種高度動態的細胞骨架,在細胞周期運行、細胞分裂、細胞形態維持、細胞遷移等方面起至關重要的作用,但微管功能的行使需要進行切割,Katanin作為一類可以切割微管的微管相關蛋白,保守存在于動物和植物之間。由兩個亞基成,P60/KTN1和P80/KTN80。但活細胞中研究Katanin復合體對微管切割的精細調控機制尚未取得良好進展,且Katanin亞基p60/p80復合體的具體組成及結構也不十分清楚。

    研究結果速讀:本研究通過構建了CRISPR/Cas9基因敲除載體并指導了后代轉化子的篩選鑒定,發現Katanin亞基缺失帶來擬南芥生長發育異常,這種發育異常是由微管的排列方式發生紊亂,微管切割能力缺陷所導致的。


    (圖1)ktn80.1234四重突變體的生成,遺傳鑒定和表型分析

    通過雙分子熒光互補以及體外IP相互作用產物質譜鑒定證明擬南芥中p80亞基KTN80和p60亞基KTN1呈異源二聚體形式存在于細胞質中,當發生微管切割作用時KTN80具有制導作用,可將KTN1-KTN80異源二聚體導向至微管切割位點,而p60亞基KTN1介導KTN1-KTN80異源二聚體的六聚體化,最終形成十二聚體的環狀超復合體,并識別特異的微管構象、完成切割,p60亞基執行切割功能。該研究首次在活細胞水平揭示了微管的切割機制,也為操控微管切割提供了新的思路及藥物設計新靶標。


    (圖2)BiFC共聚焦圖像顯示KTN1和KTN80之間的強烈相互作用

    (A),KTN80之間的沒有或非常弱的相互作用(B);在無ATP制劑(C)或ATP(D)存在下KTN80-KTN1相互作用的免疫沉淀和質譜分析。


    該研究首次在活細胞水平揭示了微管的精準切割機制,也為操控微管切割提供了新的思路及藥物設計新靶標。


    (圖3)katanin復合物形成和活體擬南芥細胞中MT切斷的示意模型


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    HPLC-MS/MS又叫高校液相色譜-質譜聯用技術,它以液相色譜作為分離技術,質譜作為檢測系統。樣品在質譜部分和流動相分離,被離子化后經過質譜法人質量分析器將離子碎片按質量數分開,經檢測器的到質譜圖,液質聯用體現了色譜和質譜的優勢互補,將色譜對復雜樣品的高分離能力,與MS具有高選擇性、高靈敏性及能夠提供相對分子質量與結果信息的優點結合起來,在藥物分析、食品分析和環境分析等許多領域的到了廣泛的應用。

    參考文獻:

    Chaofeng Wang et al., KTN80 confers precision to microtubule severing by specific targeting of katanin complexes in plant cells.The EMBO Journal.201


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