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新研究揭示了植物细胞如何感知和响应机械力

导读穿过细胞膜的微小隧道帮助细胞感知和响应机械力,例如压力或触摸。《科学》杂志上的一项新研究率先直接研究了这些机械敏感离子通道中的一种

穿过细胞膜的微小隧道帮助细胞感知和响应机械力,例如压力或触摸。《科学》杂志上的一项新研究率先直接研究了这些机械敏感离子通道中的一种在开花植物的苔藓和花粉管的尖端生长细胞中的作用,以及如何作用。

由圣路易斯华盛顿大学的 Elizabeth Haswell 领导的生物学家发现,在植物细胞的质膜上并没有像在动物细胞中那样发现所谓的 PIEZO 通道。

相反,他们观察到 PIEZO 通道已经退回到植物细胞中,这是一个意想不到的发现。PIEZO 通道位于细胞内更深处的液泡膜中 - 大的细胞内细胞器,有助于维持细胞膨胀并在植物细胞中发挥许多其他作用。

植物中的 PIEZO 通道在调节液泡的形状和膜的数量方面发挥着重要而关键的作用。”

Elizabeth Haswell,艺术与科学生物学教授,霍华德休斯医学研究所西蒙斯学院学者

“这是参与调节细胞器形态的 PIEZO 通道的第一个例子,”她说。“我们提供的数据可能会导致对植物和动物 PIEZO 同源物的新研究。”

顾名思义,机械敏感离子通道是通过对机械力作出反应的细胞膜的路径或隧道。在一定的力下,通道打开,允许离子流过膜。

在人类中,PIEZO 通道对生命至关重要;没有它们,细胞发育就会停止。它们因其在感知轻触、剪切力和压缩力方面的作用而闻名。PIEZO 通道的功能障碍与多种人类疾病有关。

PIEZO 通道于 2010 年首次在植物基因组中被发现。经过对动物同源物的十年研究,这项新研究聚焦于植物细胞并探索它们与动物细胞的不同之处。其他研究团队最近表明,PIEZO 通道参与植物根部的机械传感。

研究人员使用一种有点不典型的模式植物的尖端生长细胞做出了他们的初步发现,传播了土苔(Physcomitrium patens)。

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