高爾基體是一種細(xì)胞器,由一系列被膜覆蓋的杯形小囊組成,其外形有時被形容就像是一堆泄了氣的氣球。高爾基體將細(xì)胞里的不同分子分類,確保它們?nèi)ネ_地點。
形象地說,高爾基體就像是細(xì)胞的郵局。這些“郵局”用其小囊打包蛋白質(zhì)和脂類這些“包裹”,把它們“郵寄”到需要的地方。一旦高爾基體受損,就會造成細(xì)胞活動的混亂,打亂細(xì)胞的正常工作,危害細(xì)胞健康。
如果把高爾基體稱為“郵局”,那么COG蛋白就是“郵遞員”。這種蛋白控制并協(xié)調(diào)高爾基體的小囊“包裹”流向,從而在細(xì)胞周圍轉(zhuǎn)運不同的分子。COG蛋白有助于高爾基體先把糖附著到蛋白質(zhì)或脂類上,再把這些“包裹”發(fā)送到細(xì)胞內(nèi)的其他地方。這種糖的附著就是糖修飾,也叫糖基化,它對于包括免疫反應(yīng)在內(nèi)的許多生物過程來說都非常重要。
為了更好地了解COG蛋白怎樣影響植物細(xì)胞,一個科學(xué)團(tuán)隊最近對一些植物進(jìn)行了基因修飾,讓它們不能產(chǎn)生COG蛋白。在正常的生長條件下,這些經(jīng)過修飾的植物生長正常,與未經(jīng)過修飾的植物外形毫無區(qū)別。
一旦讓植物不見光,植物就不能利用陽光生產(chǎn)糖來為自己的生長提供能量。在黑暗中,沒有COG蛋白的變異植物的葉子開始變黃、皺縮,這些都是植物瀕死的征兆。在野外,如果不見陽光,未經(jīng)修飾的植物一般要到第9天前后才會出現(xiàn)衰老征兆。然而,變異植物在第3天就出現(xiàn)了這些征兆。
一旦逆轉(zhuǎn)變異,讓COG蛋白重回變異植物,這些植物就起死回生。這證明了COG蛋白和正常的高爾基體在植物壓力管理中的極端重要性。
上述結(jié)果讓該團(tuán)隊很驚訝。這是因為該團(tuán)隊起初只是想通過對COG蛋白的研究,更全面了解植物細(xì)胞的哪些部分在控制植物對感染、高鹽度或光線不足等壓力因子的反應(yīng)。意想不到的是,在這項研究中他們竟然發(fā)現(xiàn):不僅是COG蛋白在控制著黑暗中的植物能否活下去,而且這種控制離不開高爾基體,因為高爾基體是“郵局”,COG蛋白是“郵局雇傭的郵遞員”。事實上,科學(xué)家知道植物細(xì)胞里的高爾基體已超過百年。但這項研究首次揭示了高爾基體在植物衰老中的作用。
這項研究之所以重要,是因為人類、植物及所有真核生物的細(xì)胞中都有高爾基體。該團(tuán)隊說,植物可作為一種平臺來探索高爾基體在人體衰老中的作用。因此,該團(tuán)隊計劃對其研究成果背后的分子機(jī)制做進(jìn)一步探索。
當(dāng)COG蛋白質(zhì)復(fù)合物不能正常工作時,人體細(xì)胞就可能加快衰老,正如不見光的植物所出現(xiàn)的情況。因此,對于探索與衰老有關(guān)的問題來說,上述植物學(xué)研究成果意義重大。