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[生物综合]

Science:谷氨酸受体样通道的胞内运输对花粉管钙流的影响|旭月活体研究通讯211期

xuyue_2017 发表于 2018-8-15 14:55  
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本帖最后由 xuyue_2017 于 2018-8-15 16:49 编辑

植物虽然缺少很多在哺乳动物中调节细胞内钙离子浓度的机制,但是它们仍然利用钙离子信号来帮助完成多种生理功能,这其中仍有许多Ca2+调控机制还无法准确解释清楚。
2018年5月4日,马里兰大学学者在Science上发表了一篇文章,题目为“CORNICHON sorting and regulation of GLR channels underlie pollen tube Ca2+ homeostasis”,主要研究花粉管Ca2+稳态的调控机制。

研究中利用非损伤微测技术(Non-invasive Micro-test Technology, NMT),检测了野生型(Col-0)和不同种类突变体的拟南芥花粉管尖端Ca2+吸收速率。


花粉管尖Ca2+流检测图

结果显示,谷氨酸类受体通道(GLRs)的排布与激活与CNIH蛋白相关。花粉管表达单突变体拟南芥GLRs(AtGLRs)表现出生长、花粉管质膜Ca2+通道显示的Ca2+流速;但是,高阶突变体AtGLR3.3表现出与假设相反的现象:这些差异可以通过亚细胞AtGLR定位来解释,研究人员同样探讨了这样的排序中AtCNIHs的意义。他们发现AtGLRs与AtCNIH对的互作产生了特定的胞内定位点。在不含配体的哺乳动物细胞中,AtCNIHs进一步触发了AtGLR活性。这些数据结果共同揭示了一种机制,即AtCNIHs引发AtGLRs的排布和活性变化,从而调控Ca2+稳态。


野生型及不同类型突变体拟南花粉管Ca2+流速检测。正值表示吸收

NMT花粉管研究案例

NO调节花粉管生长过程中胞内外Ca2+的变化和细胞壁构

Science展望:离子流与花粉管尖端生长

烟草花粉管作为离子动力学研究的模型

花粉管是研究植物细胞阴离子转运的模式材料

肌醇盐和Cl-流调控花粉管的生长和细胞的体积

硼影响花粉管生长的机制

离子流在花粉管生长中的作用
大到植物组织,小到单细胞,非损伤凭借其可测样品尺寸广的特点,其可应用领域覆盖医学生理学、植物科学、动物科学、微生物学、环境科学等。

2018年7月20日,美国扬格/旭月北京非损伤微测系统,顺利中标中科院理化技术研究所。此次采购单位——抗菌材料检测中心主要用户群的研究对象为微生物。NMT作为通过离子、分子流速检测,揭示活体生物与外界环境进行信息交换的工具,它到底能为抗菌研究带来哪些新的成果与机遇呢?

1、抗菌性能
细菌的尺寸虽然小到无法检测单个个体,但是可以提供富集等方法,检测细菌层的信号(下图)。非损伤微测系统通过检测细菌的代谢、钙信号等信息,直接反映细菌生理状态,评价各类材料的抗菌性能。


2、生物降解性能
如何提升材料的生物降解性能?生物降解性能与降解过程中微生物的生理状态密切相关。利用非损伤微测系统,可以快速、精细了解细菌的各项生理状态,从而得知具备哪些化学、物理特性的材料,才有更好的生物降解性能。

3、仿生智能界面材料
非损伤微测系统的独特之处,不仅在于其检测对象尺寸范围广,甚至连没有生物活性的金属、涂层等材料,也同样可以检测!

只要有离子、分子流动(扩散)的地方,无论信号来源于生物/非生物样品,非损伤微测系统都可以检测到。目前,在合金、涂层、仿生材料领域,均有应用,并发表了相关成果。


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