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Science:鉴定出一种至关重要的叶绿体基因MOC1

来源:生物谷 2017-05-14 08:00


2017年5月14日/生物谷BIOON/---正确的DNA遗传对健康的细胞生长和分裂是必不可少的。这同样适用于在叶绿体中发现的遗传物质。叶绿体是所有植物细胞的能量中心。

叶绿体基因组组装成被称作拟核(nucleoids)的DNA-蛋白复合体。尽管已开展大量的研究来理解植物细胞核中的DNA动态行为,但是针对叶绿体拟核的动态行为,人们知之甚少。

如今,在一项新的研究中,来自日本京都大学的Yusuke Kobayashi和Yoshiki Nishimura、来自日本山口大学的Osami Misumi和其他的合作者们分离出叶绿体中的一种被称作MOC1的蛋白,并且描述了它的特征。这种蛋白对正确的拟核分离是必不可少的。相关研究结果发表在2017年5月12日的Science期刊上,论文标题为“Holliday junction resolvases mediate chloroplast nucleoid segregation”。

Nishimura解释道,“为了理解叶绿体拟核的动态行为,我们在莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的叶绿体分裂期间着重关注它们的拟核行为。”

这些研究人员通过在叶绿体拟核DNA中引入随机突变筛选了大约6000种莱茵衣藻样品,随后获得那些存在拟核分离缺陷的样品。

这些研究人员发现其中的一种莱茵衣藻突变体在基因MOC1(Monokaryotic Chloroplast 1, 单核叶绿体1)中存在一种缺陷。这种突变体中的叶绿体仅具有单个拟核,并且在叶绿体分裂期间表现出不平衡的分离。一种MOC1基因的同源物随后也在一种经常用于研究的陆地植物拟南芥中发现到。当发生突变时,他们发现这些有机体表现出生长缺陷和异常的拟核分离。

在大量地分析这个新的基因之后,这些研究人员发现MOC1作为一种叶绿体特异性的“霍利迪连接体解离酶(Holliday junction resolvase)”发挥功能。这种解离酶在解开一种被称作霍利迪连接体的DNA结构中发挥着非常重要的作用。这个基因在此之前从未在叶绿体中发现到。

通过继续开展研究,这些研究人员利用高速原子力显微镜和DNA折纸术成功地可视化观察到MOC1在霍利迪连接体上的活性。他们观察到MOC1结合到霍利迪连接体的核心上,对称地切割它们。 这一发现改善人们对维持叶绿体DNA的这个高度复杂的拟核结构的理解。这种拟核正确地发挥功能对良好的细胞健康是必不可少的。(生物谷 Bioon.com)

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原始出处:

Yusuke Kobayashi, Osami Misumi, Masaki Odahara et al. Holliday junction resolvases mediate chloroplast nucleoid segregation. Science, 12 May 2017, 356(6338):631-634, doi:10.1126/science.aan0038

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