Nieoczekiwane interakcje białek potrzebne do budowy kwiatów Ars Technica

Plusy i minusy pracy w godzinach nadliczbowych Podejmowanie dodatkowej pracy oprócz pracy w pełnym wymiarze godzin jest przedmiotem gorących dyskusji. Ale w biologii nadgodziny nie są rzadkością, ponieważ poszczególne białka często pełnią wiele funkcji. Od wielu lat naukowcy wiedzą, że niezwykłe białko organów kwiatowych (UFO) wydaje się dodatkowo oświetlać.

W oparciu o strukturę białka uważa się, że jego rola w roślinach polega na kierowaniu białek do zniszczenia. Ale działa również z białkiem liści (LFY), aby pomóc w tworzeniu kwiatów. Zespół naukowców z Francji rzucił teraz światło na dwie role tego białka.

Kwiaty i UFO

Jeśli chodzi o tworzenie kwiatów, prawdziwym czynnikiem jest białko liści (LFY). Kwiaty zbudowane są z części zwanych działkami, płatkami, pręcikami i słupkami, ułożonych w okółki. Białko LFY, działając samodzielnie lub w połączeniu z innymi białkami, odpowiada za aktywację genów niezbędnych do powstania każdej z tych części. LFY łączy się z UFO, aby pomóc uformować płatki i pręciki.

Według badanie Główny autor, François Barcy z CNRS i University of Grenoble Alpes, powiedział, że wyjaśnienie mechanizmu UFO-LFY zajęło ponad 25 lat z powodu „błędnej natury białka UFO”.

Ciało obce należy do grupy około 700 białek charakteryzujących się układem aminokwasów, zwanym domeną F-box, która reguluje poziomy innych białek. Ciało obce oznacza inne białka do zniszczenia, powiedział Barsi: „Umieszcza znacznik chemiczny na białku wybranym do degradacji. Po oznaczeniu białka, [some] Maszyny komórkowe, tzw [a] Proteasom rozpoznaje znacznik i tnie białko na setki kawałków”.

Można się więc spodziewać, że UFO oznacza również LFY for Destruction. Zwykle powinien również degradować białko LFY. Jednak w przypadku LFY odkryliśmy, że ciało obce pełniło zupełnie inną funkcję – polegało na wiązaniu się z regionem DNA, do którego nie mógł uzyskać dostępu sam LFY.

READ  Obejrzyj krytyczny test tankowania rakiety księżycowej Artemis 1 przeprowadzony przez NASA za darmo

Kiedy LFY i UFO się spotykają, przyklejają DNA w pobliżu genów niezbędnych do uformowania płatków i pręcików.

Parsi i jego zespół rozpoczęli badania cztery lata temu od masowej produkcji białka ciała obcego w komórkach owadzich. „To było nie lada wyzwanie, ponieważ ciało obce jest jednym z najtrudniejszych do sztucznego wytworzenia białek” – powiedział Barsi.

Wszędzie tam, gdzie są kwiaty

Okazuje się, że ciało obce nie musi niszczyć innych białek, aby pracować z LFY. Następnie zmodyfikowaliśmy go, usuwając domenę F-box odpowiedzialną za degradację białek partnerskich. Ku naszemu zaskoczeniu odkryliśmy, że pomimo zniesienia jego domniemanej głównej funkcji, białko nadal dobrze współpracuje z białkiem LFY” – powiedział Barsi. Eksperyment ujawnił, że białko UFO spełnia niewiele innych funkcji niż kierowanie białek do zniszczenia.

Wydaje się, że ten dodatek obejmuje zmianę sekwencji DNA, do których przyczepia się Levy. Za pomocą mikroskopii elektronowej naukowcy uzyskali trójwymiarową strukturę interakcji między LFY i UFO oraz regiony DNA, z którymi się wiążą. Według Parcy’ego, kiedy UFO i LFY współpracują ze sobą, są w stanie przyczepić się do regionów DNA odpowiedzialnych za formowanie się płatków i pręcików. Żadne z tych białek nie może samo przyczepić się do tego DNA.

„Oznacza to, że chociaż każde białko ma zdolność słabego dotykania regionu DNA, po połączeniu zwiększa jego siłę, co prowadzi do interakcji z nowym szablonem DNA” – powiedział.

Asocjacja LFY-UFO jest obecna we wszystkich roślinach kwitnących. Również w ryżu dwa białka, LFY i UFO, łączą się ze sobą, aby umożliwić im wiązanie nowych regionów DNA, co skutkuje rozwojem części rośliny, która nosi ziarna, zwanej wiechą.

co Ty tutaj robisz?

Według Parcy’ego obecnie nie wiemy, dlaczego białko UFO nadal posiada domenę F-box, która nie odgrywa żadnej roli w jego interakcji z LFY.

READ  Deszcz meteorów Perseidów zaczyna się dziś wieczorem: Gdzie patrzeć, aby zobaczyć scenę kosmiczną | nauka | Aktualności

„Gdyby ta domena była całkowicie bezużyteczna, ewolucja by ją usunęła. Fakt, że nadal tam jest, oznacza, że ​​jej rola pozostaje do odkrycia. Być może UFO odgrywa rolę w rozkładaniu innych białek. Nie wiemy jeszcze. Ale możemy powiedzieć na pewno, że ta funkcja nie jest konieczna do tworzenia płatków i pręcików.

Jednak to nie jedyna tajemnica otaczająca kwiaty. Jedną z największych tajemnic jest to, co spowodowało pochodzenie kwiatów, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że związek między LFY i UFO wydaje się poprzedzać pierwszy kwiat. Nasze badanie wskazuje, że ten mechanizm współdzielenia był już obecny w roślinach nagonasiennych, takich jak drzewa iglaste, a także w paprociach. „Musiała mieć inną rolę, kiedy nie było kwiatów” – powiedział Barsi.

Chociaż istnieją hipotezy, dlaczego kwiaty powstały ponad 130 milionów lat temu, odpowiedź pozostaje nieuchwytna.

UFO nie jest jedynym białkiem wykonującym dodatkową pracę. Według Christine Foer, profesor nauk o roślinach na Uniwersytecie w Birmingham, wiele białek pełni ważne funkcje oprócz tych, dla których zostały opisane po raz pierwszy.

„Białka to złożone cząsteczki o ogromnej elastyczności pod względem modyfikacji i zdolności przemieszczania się między różnymi częściami komórki. Dodatkową korzyścią wynikającą z oświetlenia jest to, że pojedyncze białko może pełnić wiele funkcji w zależności od tego, jak jest zorganizowane” – powiedział Foyer, który był nie. część badań.

Rośliny natury, 2023. DOI: 10.1038 / s41477-022-01336-2

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *