Гигантские белки в гигантской клетке: молекулярная основа самого быстрого движения у одноклеточных эукариот
В своем знаменитом письме в Королевское общество от 9 октября 1676 года Антони ван Левенгук описал одноклеточный эукариот (Vorticella) и его удивительное сверхбыстрое сокращение клетки. Этот тип сверхбыстрого сокращения, запускаемый Ca2+-зависимым механизмом, отличается от аденозинтрифосфат (ATP)-зависимых механизмов в системах актин-миозин и динеин/кинезин-тубулин.
Spirostomum — род одноклеточных протистов миллиметрового размера, известных своим невероятно быстрым движением, подобным Vorticella. Они способны на одно из самых быстрых движений в биологическом мире благодаря своему сверхбыстрому сокращению. Однако, несмотря на многочисленные исследования, молекулярный механизм, лежащий в основе этого типа сокращения, долгое время оставался загадкой.
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Мяо Вэй из Института гидробиологии (IHB) Китайской академии наук раскрыла эту тайну, описав молекулярную основу сверхбыстрого сокращения Spirostomum. Исследование команды опубликовано в Science Advances.
В этой работе исследователи получили высококачественный геном Spirostomum, используя ранее созданный ими конвейер сборки генома. Они обнаружили, что сократительная структура, сетчатая сократительная фибриллярная система, состоит из двух гигантских белков и двух Ca2+-связывающих белков. Используя RNAi, они подтвердили функции гигантских белков.
Сверхразрешающая визуализация показала, что сетчатая сократительная фибриллярная система связана с микротрубочковым цитоскелетом, митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом (ER) и хорошо соответствует биологической и физической потребности в повторяющемся сверхбыстром сокращении и удлинении клетки Spirostomum.
«На самом деле, наше исследование предлагает ценную основу для изучения немодельных протистов, охватывая аспекты от генома до молекулярных исследований», — сказал профессор Мяо.
Это исследование имеет большое значение для понимания молекулярного механизма сверхбыстрого клеточного сокращения и предоставляет хорошую основу для биомиметического дизайна и создания сверхбыстрых сократительных микромашин.