微管精-确切割

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The EMBO journal. 2017 oct.DOI:10.15252. IF=9.7 ,单位:中国科学院微生物研究所,中国科学院大学

【研究内容】

研究背景:微管作为一种高度动态的细胞骨架,在细胞周期运行、细胞分裂、细胞形态维持、细胞迁移等方面起至关重要的作用,但微管功能的行使需要进行切割,Katanin作为一类可以切割微管的微管相关蛋白,保守存在于动物和植物之间。由两个亚基成,P60/KTN1和P80/KTN80。但活细胞中研究Katanin复合体对微管切割的精细调控机制尚未取得良好进展,且Katanin亚基p60/p80复合体的具体组成及结构也不十分清楚。

研究结果速读:本研究通过构建了CRISPR/Cas9基因敲除载体并指导了后代转化子的筛选鉴定,发现Katanin亚基缺失带来拟南芥生长发育异常,这种发育异常是由微管的排列方式发生紊乱,微管切割能力缺陷所导致的。

微管精-确切割

(图1)ktn80.1234四重突变体的生成,遗传鉴定和表型分析

通过双分子荧光互补以及体外IP相互作用产物质谱鉴定证明拟南芥中p80亚基KTN80和p60亚基KTN1呈异源二聚体形式存在于细胞质中,当发生微管切割作用时KTN80具有制导作用,可将KTN1-KTN80异源二聚体导向至微管切割位点,而p60亚基KTN1介导KTN1-KTN80异源二聚体的六聚体化,最终形成十二聚体的环状超复合体,并识别特异的微管构象、完成切割,p60亚基执行切割功能。该研究首次在活细胞水平揭示了微管的切割机制,也为操控微管切割提供了新的思路及药物设计新靶标。

微管精-确切割微管精-确切割

(图2)BiFC共聚焦图像显示KTN1和KTN80之间的强烈相互作用

(A),KTN80之间的没有或非常弱的相互作用(B);在无ATP制剂(C)或ATP(D)存在下KTN80-KTN1相互作用的免疫沉淀和质谱分析。


该研究首次在活细胞水平揭示了微管的精准切割机制,也为操控微管切割提供了新的思路及药物设计新靶标。

微管精-确切割

(图3)katanin复合物形成和活体拟南芥细胞中MT切断的示意模型


服务内容:LC/MS混合蛋白样品鉴定,利用LC-ESI-MS/MS蛋白鉴定技术对胶条样本(即SDS-PAGE样本)、IP、co-IP、Pull-down等纯化溶液等中等复杂样本进行蛋白鉴定。

HPLC-MS/MS又叫高校液相色谱-质谱联用技术,它以液相色谱作为分离技术,质谱作为检测系统。样品在质谱部分和流动相分离,被离子化后经过质谱法人质量分析器将离子碎片按质量数分开,经检测器的到质谱图,液质联用体现了色谱和质谱的优势互补,将色谱对复杂样品的高分离能力,与MS具有高选择性、高灵敏性及能够提供相对分子质量与结果信息的优点结合起来,在药物分析、食品分析和环境分析等许多领域的到了广泛的应用。

参考文献:

Chaofeng Wang et al., KTN80 confers precision to microtubule severing by specific targeting of katanin complexes in plant cells.The EMBO Journal.201

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