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世界上最快的生物运动背后的巨大蛋白质被发现

发布者：鸡闻起舞 2023-5-1 16:56

科学家们发现了Spirostomum的超快收缩的分子基础，Spirostomum是一种以令人难以置信的快速运动而闻名的毫米级单细胞原生动物属。利用从RNAi获得的高质量基因组，研究人员发现收缩结构，即网状收缩纤维系统，是由两个巨型蛋白和两个Ca2+结合蛋白组成。

这项研究对于理解超快细胞收缩的分子机制具有重要意义，并为设计和建造超快收缩的微机械提供了蓝图。

在他1676年10月9日给皇家学会的著名信件中，Antonie van Leeuwenhoek描述了一种单细胞真核生物（Vorticella）及其迷人的超快细胞收缩，这是第一组发现。这种由Ca2+依赖性机制引发的超快细胞收缩不同于在肌动蛋白-肌球蛋白和dynein/kinesin-tubulin系统中发现的三磷酸腺苷（ATP）-依赖性机制。

Spirostomum（大旋口虫）是一属毫米级的单细胞原生动物，以其难以置信的快速运动而闻名，如Vorticella（钟形虫）。由于它们的超快速收缩，它们能够进行生物界中一些最快的运动。然而，尽管有很多研究，这种超快细胞收缩背后的分子机制长期以来一直是个谜。

最近，由中国科学院水生所苗圩教授领导的研究小组通过描述Spirostomum的超快收缩背后的分子基础揭开了这个谜团。该团队的研究发表在《科学进展》上。

在这项研究中，研究人员使用他们之前建立的基因组组装管道获得了Spirostomum的高质量基因组。他们发现，收缩结构是一个网状的收缩纤维系统，由两个巨型蛋白和两个Ca2+结合蛋白组成。利用RNAi，他们验证了巨型蛋白的功能。

超分辨率成像显示，网状收缩纤维系统与微管细胞骨架、线粒体和内质网（ER）耦合，很符合斯皮罗斯托姆细胞重复性超速收缩和延伸的生物和物理需要。

"实际上，我们的研究为研究非模式原生动物提供了一个有价值的参考，涵盖了从基因组到分子研究的各个方面，"MIAO教授说。

这项研究对于理解超快细胞收缩的分子机制具有高度意义，并为超快收缩微机械的生物模仿、设计和建造提供了良好的蓝图。

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