“手性基因”让生活转折

研究人员发现,在生物不对称会导致多米诺效应,从生物分子水平一直到整个器官,甚至运动——这是由单个基因引起的。这个发现揭示了不对称的起源在生物系统中,表明这一基本性质可以进化操作简单,快捷。

生物体如何获取不对称或手性——心脏位于左边的一个人的身体,例如,或螺旋线圈的蜗牛壳,一直困惑着科学家们。这是发生在所有生物的尺度上也让一些人提出,这一现象可能由单个asymmetry-determining传播到更高层次过程在分子水平上。但它仍然是一个悬而未决的问题。

Stephane Noselli大学的实验室在法国好Sophia Antipolis先前确定的基因称为Myo1D负责正常果蝇左右不对称。该基因编码的一种马达蛋白肌球蛋白与肌动蛋白相互作用的一维,另一种蛋白质组成微丝网络,或细胞骨架的细胞。

Noselli的团队已经研究的最低生理需求Myo1D诱导左右不对称。通过基因工程表达Myo1D果蝇细胞和组织一般不表示,研究人员发现,它生成的手性,没有其他输入。

“令我们吃惊的是,原来Myo1D是足够的,需要什么额外的比已经存在于细胞或组织,“Noselli解释道。“我们意识到,在这个阶段,Myo1D是一个多因素所必需的正常左右不对称;事实上,它有一个独特的手性确定活动。”

进一步的实验显示,Myo1D诱导手性生物水平,证明了细长的细胞,螺旋气管,全身扭动,“barrel-rolling”行为在果蝇幼虫。另一个基因被发现,Myo1C诱导类似但不明显的扭曲在相反的方向。

看来,手性是生物系统的一个基本属性,源于简单的分子相互作用和传播,“Noselli说。“没有其他基因到目前为止已被证明有这样强大的活动,从纳米到宏观尺度”。

为了更好地理解肌凝蛋白的确切机制1 d导致不对称,团队调查对肌动蛋白的影响。实验室测试表明,当两人彼此接触,肌凝蛋白1 d使肌动蛋白丝在循环移动,逆时针运动。相反,肌凝蛋白1 c显示没有偏见。

”这样的连接一直怀疑,但这项研究提供了最完整的这样一个“不对称级联”在动物的发展过程中,“评论理查德·帕尔默,他在加拿大阿尔伯塔大学的研究不对称。这强化了相信亚细胞的手性运动可能是一个关键步骤在开发过程中“打破”的对称。