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Dev Cell:揭示蛋白BLD10在产生精子鞭毛中发挥着关键性作用

来源:生物谷 2012-08-15 08:46

2012年8月15日 讯 /生物谷BIOON/ --精子游动,肺细胞扫除粘液,女性输卵管中的细胞将卵子从卵巢移动到子宫。在这些现象的背后发挥作用的是鞭毛:纤细的发丝状的结构,是从细胞表面延伸出来的,能够有节奏地弯曲、跳动或挥动。根据一篇发表在Developmental Cell期刊上的论文,来自葡萄牙古尔班基安科学研究所(Instituto Gulbenkian de Ciência, IGC)的研究人员仔细分析了果蝇精细胞如何构建它们的鞭毛。这些发现为人们进一步理解可能触发包括不育症、呼吸道疾病和脑积水(hydrocephaly)在内的一系列与鞭毛运动缺陷相关联的人类疾病的分子和过程。

利用电子显微镜,Monica Bettencourt-Dias和她的研究小组首次描述了参与果蝇精细胞中游动性鞭毛产生的不同步骤。研究小组对一种被称作中心微管对(central microtubule pair)的关键性蛋白结构如何形成特别感兴趣。没有这种中心微管对复合物,精细胞上的鞭毛不能以一种协作的方式移动。

博士后研究员Zita Carvalho-Santos解释了他们的研究发现,“我们研究一种特定的果蝇基因Bld10,发现这种基因失活的果蝇产生鞭毛不完整的精子,因此它似乎表明Bld10蛋白是形成中心微管对所必需的。因此,发生突变的精子不能移动,雄性果蝇是不育的。人类拥有一种类似的基因,它产生一种类似的蛋白,这种蛋白与男性不育症相关联。”

Monica Bettencourt-Dias补充道,“我们发现精子发生过程要比我们期待中更加具有动态性:首先第一个微管链形成,然后第二个微管链形成。我们的研究虽然能够提供几个期待已久的答案,但是也产生其他的问题,因此研究果蝇精子形成可能解决这些问题。”(生物谷Bioon.com)

本文编译自The ins and outs of building the sperm tail

BLD10/CEP135 Is a Microtubule-Associated Protein that Controls the Formation of the Flagellum Central Microtubule Pair

Zita Carvalho-Santos, Pedro Machado, Inês Alvarez-Martins, Susana M. Gouveia, Swadhin C. Jana, Paulo Duarte, Tiago Amado, Pedro Branco, Micael C. Freitas, Sara T.N. Silva, Claude Antony, Tiago M. Bandeiras, Mónica Bettencourt-Dias

Cilia and flagella are involved in a variety of processes and human diseases, including ciliopathies and sterility. Their motility is often controlled by a central microtubule (MT) pair localized within the ciliary MT-based skeleton, the axoneme. We characterized the formation of the motility apparatus in detail in Drosophila spermatogenesis. We show that assembly of the central MT pair starts prior to the meiotic divisions, with nucleation of a singlet MT within the basal body of a small cilium, and that the second MT of the pair only assembles much later, upon flagella formation. BLD10/CEP135, a conserved player in centriole and flagella biogenesis, can bind and stabilize MTs and is required for the early steps of central MT pair formation. This work describes a genetically tractable system to study motile cilia formation and provides an explanation for BLD10/CEP135’s role in assembling highly stable MT-based structures, such as motile axonemes and centrioles.

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