中科院王鑫团队破解膜融合瞬间过程

检验视界网 4176 2011-03-10

  来自中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员在之前研究的基础上,观察到了植物化石细胞中的膜融合瞬间的详细过程,这为解读膜融合的过程提供了珍贵的线索,也为模拟膜融合过程提供了独特的参考依据。这一研究成果公布在《(Molecular Membrane Biology》杂志上。

  文章的第一作者是南京地质古生物研究所王鑫研究员,其早年毕业于北京大学,曾获得过多项有关植物化石细胞研究新成果,2007年于全球首次观察到化石中的生理过程瞬间。

  膜融合与细胞中的很多生理活动过程有密切的关系。由于这个过程转瞬即逝,在现代结构生物学研究中一直是一个难于捕捉和研究的关键问题之一。此前人们曾经报道过,膜融合过程中形成的融合孔的中央会形成一个中央塞,但是这个中央塞的来源却知之不详。在古生物学的传统观念中,化石中与生命活动密切相关的细胞质被认为完全降解了,因此古植物的生理活动被认为是一个无从谈起的研究目标。但是近来的古植物学研究发现了越来越多的植物细胞质化石及其超微结构。此前王鑫团队曾于2007年报道了植物化石细胞中的膜融合瞬间,但是并不知道这个过程的详细步骤。

  在最新这篇文章中,研究人员展示了植物细胞中难得一见的膜融合瞬间的膜结构,在2007年,这一研究团队在雌性幼年果球化石中,发现了凝固于千万年前的植物细胞化石中的植物生理活动——膜融合过程的瞬间。在这一基础上,研究人员进一步深入研究了美国中新世植物化石中的膜融合现象。

  经过长时间仔细的观察,研究人员发现了融合孔中形成中央塞的过程:融合孔中残余的小泡膜和细胞膜共同形成了中央塞,其中小泡膜和细胞膜的内层形成一个恨水基在外的盘状结构。这是人们首次观察到即使在现代生物细胞中都很难发现的细节。它在化石中的出现为人们解读膜融合的过程提供了珍贵的线索,也为模拟膜融合过程提供了独特的参考依据。这个难得证据也暗示固定这一瞬间的过程是迅速完成的,很可能与雷电现象有关系。

  古生物学的研究领域正在从生物静态结构逐渐扩展到生理动态过程。这些化石证据不但提出了一个新的膜融合模式,而且也为进一步研究古生物的生理活动开启了一扇窗户、对增进古生物学和现代生物学的融合将起到推进作用。

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