دانشمندان نقشی کشف کردند که مونتاژ پیرنوئید جلبک ها را هدایت می کند


محققان پرینستون به سرپرستی موریتس مایر و مارتین جونیكاس دریافته اند كه پیرنوئید جلبكی كه دی اکسید كربن را برای آنزیم روبیسكو متمركز می كند ، به طور مستقل از طریق فعل و انفعالات بین روبیسكو و سایر پروتئین های پیرنوئیدی حاوی نقاشی مونتاژ می شود (تصاویر در نمودار). اعتبار: مایر و همکاران

دفعه بعدی که از دریاچه یا ساحل دیدن کردید ، نفس عمیق بکشید. هنگامی که نفس خود را بیرون می دهید ، کمی وقت بگذارید تا از چیزهای کوچک تشکر کنید: به ویژه جلبک های تک سلولی میکروسکوپی در خاک و آب اطراف شما دی اکسید کربنی را که تازه بیرون داده اید استخراج می کنند و در قندهایی قرار می دهند که در نهایت حساب برای هر ارگانیسم دیگری در زیست کره استفاده شود. حدود 30٪ از این فعالیت در سراسر جهان توسط ساختار خاصی از جلبک ها به نام پیرنوئید انجام می شود.

برای تجسم پیرنوئید ، انار را در نظر بگیرید.پیرنوئید حاوی هسته های روبیسکو است ، آنزیمی که کار مولکولی ترکیب دی اکسید کربن در قندها را انجام می دهد. این آجیل ها در یک گوشت پشتیبانی کننده یا ماتریس پروتئین های دیگر تعبیه شده اند که خود توسط پوسته بیرونی ساخته شده از نشاسته احاطه شده است. میوه ها کمی توسط کرم ها خورده می شوند. این کانال دارای کانالهای انگشت مانند است – در واقع توبول های محصور شده توسط یک غشا – – که دی اکسید کربن غلیظ را به مغزهای روبیسکو می رساند. توبولها برای عملکرد پیرنوئید مهم هستند ، زیرا جلبکهای آبی مانند Chlamydomonas reinhardtii در غیر این صورت برای دریافت دی اکسید کربن کافی تلاش می کنند تا روبیسکو را با حداکثر ظرفیت کار کنند.

این پیرنوئید چندین راز به دانشمندان ارائه می دهد. به عنوان مثال ، چگونگی هدایت پروتئین های تشکیل دهنده پیرنوئید به آنجا و چگونگی سازماندهی آنها در چنین آرایش پیچیده ای یک راز ماندگار است. کارهای جدید آزمایشگاه مارتین جونیکا ، استادیار گروه زیست شناسی مولکولی در پرینستون ، و همکارانش ، این رمز و راز را حل کرده است.

جونیکااس می گوید: “کشف اصلی اصلی به طور تصادفی انجام شد.”

موریتس مایر ، زیست شناس مولکولی تحقیقاتی و همکارانش در تلاشند شناسایی کنند که پروتئین ها علاوه بر روبیسکو در پیرنوئید وجود دارد. برای انجام این کار ، آنها از آنتی بادی استفاده کردند: پروتئینی که به عنوان کلیدی برای پروتئین های دیگر که دارای یک قفل خاص و منطبق هستند ، متصل می شود. مایر و همکارانش قصد داشتند جلبک های باز را سوراخ کنند و سپس آنتی بادی اضافه کنند که پروتئین ماتریس خاصی را به سوپ مولکولی حاصل متصل می کند. با بیرون آوردن آنتی بادی ، دانشمندان می توانند این پروتئین را بیرون بکشند. تمام پروتئین های دیگر که به پروتئین آنتی بادی هدف متصل می شوند ، در طول سفر ظاهر می شوند و دانشمندان سپس می توانند تشخیص دهند که آیا هر یک از آنها جز py پیرنوئیدهای ناشناخته است. اما این آزمایش مطابق انتظار انجام نشد.

دانشمندان پرینستون نقشی پیدا کردند که مونتاژ پیرنوئید جلبک ها را هدایت می کند

محققان پرینستون دریافته اند که پیرنوئید جلبک ، که دی اکسید کربن را برای آنزیم روبیسکو متمرکز می کند ، به طور مستقل از طریق فعل و انفعالات بین روبیسکو و سایر پروتئین های پیرنوئیدی حاوی نقاشی جمع می شود. در اینجا یک میکروگراف الکترونی از سلول جلبکی با قسمتهای مشخص شده از پیرنوئید وجود دارد. اعتبار: مایر و همکاران

جونیكاس می گوید: “ما متوجه شدیم كه آنتی بادی مستقیماً به چندین پروتئین موضعی پیرنوئید متصل می شود.” به عبارت دیگر ، آنها تازه کشف کرده اند که تمام این پروتئین ها دارای قفل مربوط به کلید آنتی بادی هستند. با بررسی دقیق پروتئین ها ، وجود توالی یا موتیف اسید آمینه نشان داده می شود که در هدف اصلی آنتی بادی وجود دارد و در همه پروتئین های دیگر ظاهر می شود.

جونیکا توضیح می دهد: “ما فرض کردیم که این نقش و نگار می تواند به عنوان سیگنالی هدف قرار دادن پروتئین ها به پیرنوئید عمل کند و آزمایشاتی که انجام دادیم از این فرضیه حمایت می کنند.” “برداشتن نقش و نگار از یکی از پروتئین های حاوی نقوش باعث شد که دیگر در پیرنوئید قرار نگیرد ، در حالی که افزودن آن به پروتئین های غیر پیرنوئیدی باعث محلی شدن آنها در پیرنوئید شد.”

مایر و همکارانش دریافتند که انگیزه مربوط به روبیسکو است. این روش چگونگی تشکیل پیرنوئید را توضیح می دهد: پروتئین های تشکیل دهنده آن تا زمانی که با روبیسکو برخورد نکنند و به دام بیفتند در سلول باقی می مانند.

جونیکا گفت: “چندین پروتئین به سادگی در ماتریس پیرنوئید موضعی نیستند ، بلکه به نظر می رسد در رابط های بین ماتریس و دو زیر شاخه دیگر پیرنوئید ، توبولهای پیرنوئید و پاکت نشاسته موضعی هستند.” این می تواند به پروتئین ها اجازه دهد تا خود را در یک ساختار پیچیدهای پیرنوئیدی سازماندهی کنند.

دکتر هوارد گریفیتس ، استاد علوم گیاهی در دانشگاه کمبریج انگلستان گفت: “این مطالعه یک نمونه پیچیده از تحقیقات است.” دکتر گریفیتس در مطالعات دیگر با گروه جونیکا همکاری کرده است ، اما در این زمینه مشارکت نداشته است.

گریفیتس گفت: “آنها با استفاده از حقه های آزمایشی حیله گرانه اثبات كردند كه یك نقش عادی می تواند به یك اتصال دهنده خاص اجازه دهد ماتریس روبیسكو را ایجاد كرده و عناصر كلیدی دیگر را هم در داخل توبول های تیلاكوئید و هم در پوسته نشاسته به حاشیه وصل كند. به طور کلی ، گزارش مایر و همکارانش به طور قابل توجهی به درک ما از شکل و عملکرد پیرنوئید کمک کرده است ، هم برای درک بهره وری اولیه آب و هم برای حمایت از رویکردهایی که به دنبال گنجاندن چنین مکانیزمی برای فتوسنتز “توربو فشرده سازی” هستند. در گیاهان محصولات زمینی. ”


محققان در حال بررسی چگونگی تشکیل اندامک های تثبیت کننده کربن در اثر جداسازی فاز هستند


اطلاعات بیشتر:
Moritz T. Meyer و همکاران ، مونتاژ اندامک های جلبکی تثبیت کننده CO2 ، پیرنوئید ، توسط یک نقوش روبیسکو هدایت می شود ، پیشرفت علمی (2020) DOI: 10.1126 / sciadv.abd2408

تهیه شده توسط دانشگاه پرینستون

نقل قول: دانشمندان نقشی پیدا می کنند که مونتاژ پیرنوئید جلبک را راهنمایی می کند (2020 ، 25 نوامبر) ، استخراج شده در 25 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-scientists-motif-algal-pyrenoid .html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*