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遗传比较可以深入了解动物 植物和细菌中关键细丝蛋白的进化

2019-01-18 11:11:50 • 来源：

据A * STAR研究人员称，不同生命领域的不同进化途径导致了不同的细丝系统，这些细胞系统是细胞结构和聚合蛋白质运动的基础。这项工作的重点是蛋白质肌动蛋白，并提出动物，植物和细菌的不同系统是如何产生的。

遗传比较可以深入了解动物 植物和细菌中关键细丝蛋白的进化

肌动蛋白形成构成细胞骨架的细丝，提供可在其上局部组装蛋白质的支架，并驱动细胞的运动。虽然肌动蛋白及其丝的结构在所有动物和植物中相似，但细菌中肌动蛋白样蛋白的结构明显不同。来自A * STAR分子和细胞生物学研究所的Robert Robinson及其同事分析了各种生物中肌动蛋白样蛋白之间的遗传关系，以了解这些差异。

“通过比较在进化过程中不同时间点分化的生物体的基因组，我们可以绘制蛋白质机器如何变得更加复杂的路径，”罗宾逊说。“我们发现来自细菌，植物和动物的丝状发力机器遵循不同的进化路径。”

研究人员确定细菌具有“单丝一功能”设计，其中多种肌动蛋白样蛋白具有不同的细胞功能。相比之下，植物和动物已经形成了“通用的肌动蛋白池”系统，其中单一类型的肌动蛋白参与许多细胞过程。

Robinson及其同事提出细菌细胞的功能要求导致肌动蛋白样蛋白以不同的速率发展。例如，确保精确细菌细胞分裂所需的细丝需要在与制造细菌细胞壁有关的细丝的不同时间和位置形成。功能的差异导致结构的差异，导致蛋白质的不同形式。

研究小组认为肌动蛋白参与动物和植物共同祖先的各种细胞过程意味着蛋白质的任何变化都会影响这些功能，从而限制其进化途径。罗宾逊说，令人大吃一惊的是，在这种限制性框架内延伸长丝品种后来的推动导致了植物和动物之间实现细丝多样性的不同机制。

“我们希望我们所定义的概念会影响与灯丝系统相关的思考，”Robinson解释道。然而，他指出，人们对生命第三领域的肌动蛋白丝知之甚少：称为古细菌的单细胞生物。“我们希望看到更多的古细菌基因组测序，以更好地了解肌动蛋白丝在进化分裂时的状态，”他总结道。

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