在植物中,NLR(核苷酸结合域和富含亮氨酸重复序列)蛋白通过形成聚集在质膜上的抗性小体来执行先天免疫。然而,NLR 抗性小体靶向其他细胞膜的程度尚不清楚。在这里,我们表明辅助 NLR NRG1 与多个细胞器膜结合以触发先天免疫。与其他辅助 NLR 相比,NRG1 和密切相关的 RPW8 样 NLR(CC R -NLR)具有延长的 N 端和独特的序列特征,使它们能够组装成比典型的卷曲螺旋 NLR(CC-NLR)抗性小体更长的结构。活化的 NRG1 通过其 N 端 RPW8 样结构域与单膜和双膜细胞器结合。我们的研究结果表明,植物 NLR 抗性小体在各种细胞膜位点聚集以激活免疫。
使用工程合成的 P 型 PPR 编辑因子在植物细胞器中进行从头 RNA 碱基编辑 Sébastien Mathieu 1†、Elena Lesch 2,3†、Shahinez Garcia 1、Stéfanie Graindorge、Mareike Schallenberg- Rüdinger 2 和 Kamel Hammani 1 * 1 植物分子生物学研究所,法国国家科学研究中心 (CNRS),斯特拉斯堡大学,12 rue du Général Zimmer,67084 斯特拉斯堡,法国 2 细胞和分子植物学研究所,分子进化系,波恩大学,波恩,德国 3 当前地址:植物生物学和生物技术研究所,绿色生物技术系,明斯特大学,明斯特,德国 † 这些作者贡献相同 * 通讯作者。电话:+33 367155281;传真:+33 367155300;电子邮件:khammani@unistra.fr。摘要 在植物线粒体和叶绿体中,胞苷到尿苷的 RNA 编辑在调节基因表达中起着至关重要的作用。虽然天然 PLS 型 PPR 蛋白专门用于此过程,但合成 PPR 蛋白为靶向 RNA 编辑提供了巨大潜力。在本研究中,我们通过将合成的 P 型 PPR 向导与苔藓线粒体编辑因子 PPR56 的 DYW 胞苷脱氨酶结构域融合,设计了嵌合编辑因子。这些设计的 PPR 编辑器 (dPPRe) 在大肠杆菌以及本氏烟叶绿体和线粒体中引发高效、精确的从头 RNA 编辑。对最有效的 dPPRe 进行的叶绿体转录组范围分析表明,脱靶效应最小,仅有三个非目标 C 位点因与预期目标序列相似而被编辑。这项研究介绍了一种用于植物细胞器中 RNA 碱基编辑的新颖而精确的方法,为适用于植物和其他生物体的基因调控新方法铺平了道路。
我的实验室对了解线粒体如何控制 ATP 生成以外的生理和病理感兴趣。几十年来,线粒体主要被视为生物合成和生物能量细胞器,分别产生代谢物以产生大分子和 ATP。我们的工作揭示了线粒体具有第三种不同的作用,即线粒体可以产生信号来控制生理和疾病。我们的工作揭示了线粒体可以释放活性氧 (ROS) 和代谢物 L-2-羟基戊二酸 (L-2HG) 来控制缺氧反应、细胞分化和免疫反应。这种线粒体信号失调会引发病理。我将介绍我们的最新发现,即线粒体作为信号细胞器如何控制适应性和先天免疫。
摘要:帕金森氏病(PD)是一种进行性神经退行性疾病,缺乏有效的治疗策略来停止或延迟其进展。Ca 2+离子的稳态对于确保最佳细胞功能和存活至关重要,尤其是对于神经元细胞。在PD的背景下,调节细胞Ca 2+的系统受到损害,导致Ca 2+依赖性突触功能障碍,神经元可塑性受损,最终导致神经元丧失。针对理解PD病理学的最新研究工作已经产生了重要的见解,尤其是强调了Ca 2+失调,神经炎症和神经变性之间的密切关系。然而,PD中驱动多巴胺能神经元选择性丧失的精确机制仍然难以捉摸。Ca 2+稳态的破坏是一个关键因素,它吸引了各种神经促进性和神经炎性途径,并影响存储Ca 2+的细胞内细胞器。具体而言,Ca 2+代谢中线粒体,溶酶体和内质网(ER)的功能受损被认为有助于该疾病的病理生理学。Na+ -ca 2+
RNA和蛋白质的缩合是细胞功能的核心,编程的能力在合成生物学和合成细胞科学中很有价值。 在这里,我们引入了一个模块化平台,用于工程合成RNA的凝结,来自量身定制的分支RNA纳米结构,这些纳米结构折叠并共同转录。 最多三个正交冷凝物可以同时累积的来宾分子。 RNA冷凝物可以在合成细胞中表达,以产生具有连接数量,大小,形态和组成的无膜细胞器,并显示出选择性捕获蛋白质的能力。 可编程RNA的原位表达可以支持生物学和合成细胞中功能的空间组织。RNA和蛋白质的缩合是细胞功能的核心,编程的能力在合成生物学和合成细胞科学中很有价值。在这里,我们引入了一个模块化平台,用于工程合成RNA的凝结,来自量身定制的分支RNA纳米结构,这些纳米结构折叠并共同转录。最多三个正交冷凝物可以同时累积的来宾分子。RNA冷凝物可以在合成细胞中表达,以产生具有连接数量,大小,形态和组成的无膜细胞器,并显示出选择性捕获蛋白质的能力。可编程RNA的原位表达可以支持生物学和合成细胞中功能的空间组织。
转向从复杂动物中汲取灵感的材料,例如章鱼,这些动物能够使用分散的神经系统来传感,决策和显着的适应能力。要到达那里,需要进行变革性的工作,而作者的元氟化等创新是朝着正确方向迈出的一步。机械元素中的大多数成就都是由固体力学的进步加剧的,并与计算和数字制造方面的关键进展相吻合(例如,3D打印9)。流体10和流体力学11尚未被认为是该领域研究的重要贡献。作者的元荧光提供了一个机会,可以将固体超材料的现在成熟的思想转移到流体世界中。许多研究人员肯定会从这项研究中汲取灵感,并会更好地理解并最终利用元氟的特征。这条道路具有挑战性,但是未来的提示将能够借鉴流体动力学研究的悠久而丰富的历史。至关重要的是要了解元氟的流动方式与普通液体的流动不相同。例如,当水流过小管时,其流量速率是由两个点之间的压力差异确定的,而不是由该压力的大小。对于Djellouli及其同事的元氟化物,幅度也很重要:带球胶囊的系统的压力差将引起与完全折叠的悬浮液相同的压力差异的行为不同。反过来,此状态将影响
Maeda, A., S. Takenaka, T. Wang, B. Frink, T. Shikanai 和 M. Takenaka (2022) DYW 脱氨酶结构域对靶标 RNA 编辑位点的邻近核苷酸有明显的偏好。Plant J. 111: 756–767。Melonek, J., J. Duarte, J. Martin, L. Beuf, A. Murigneux, P. Varenne, J. Comadran, S. Specel, S. Levadoux, K. Bernath-Levin 等人 (2021) 小麦细胞质雄性不育和育性恢复的遗传基础。Nat. Commun. 12: 1036。Mok, BY, MH de Moraes, J. Zeng, DE Bosch, AV Kotrys, A. Raguram, F. Hsu, MC Radey, SB Peterson, VK Mootha 等人(2020) 细菌胞苷脱氨酶毒素可实现无 CRISPR 的线粒体碱基编辑。《自然》583:631-637。 Mok, YG, S. Hong, S.-J. Bae, S.-I. Cho 和 J.-S. Kim (2022) 植物叶绿体 DNA 的靶向 A 到 G 碱基编辑。《自然植物》8:1378-1384。 Motomura, K., Z. Moromizato 和 S. Adaniya (2003) 源自 Oryza rufipogon 的水稻品系 RT102 细胞质雄性不育的遗传和育性恢复。《日本热带农业杂志》 47: 70–76. Nakazato, I., M. Okuno, H. Yamamoto, Y. Tamura, T. Itoh, T. Shikanai, H. Takanashi, N. Tsutsumi 和 S. Arimura (2021) 拟南芥质体基因组中的靶向碱基编辑。纳特。植物 7:906–913。 Nakazato, I.、M. Okuno、C. Zhou、T. Itoh、N. Tsutsumi、M. Takenaka 和 S. Arimura (2022) 拟南芥线粒体基因组中的靶向碱基编辑。过程。国家。阿卡德。科学。美国 119:e2121177119。 Nakazato, I., M. Okuno, T. Itoh, N. Tsutsumi 和 S. Arimura (2023) 质体基因组碱基编辑器 ptpTALECD 的表征与开发。Plant J. 115: 1151–1162。Omukai, S., SI Arimura, K. Toriyama 和 T. Kazama (2021) 线粒体开放阅读框 352 的破坏可部分恢复细胞质雄性不育水稻花粉的发育。Plant Physiol. 187: 236–246。Takei, H., K. Shirasawa, K. Kuwabara, A. Toyoda, Y. Matsuzawa, S. Iioka 和 T. Ariizumi (2021) 两个番茄祖先 Solanum pimpinellifolium 和 Solanum lycopersicum var 的从头基因组组装。 cerasiforme,通过长读测序。DNA
细胞多样化是在Ontog-Eny期间获得的系统发育中增加多细胞生物复杂性的基础。然而,所有细胞也有共同的功能,例如细胞分裂,细胞迁移,翻译,内吞,胞吐作用等。在这里,我们重新审视了这种常见功能所涉及的细胞器,回顾了这些细胞器中蛋白质意外差异的最新证据。例如,中心体或线粒体在不同的,有时是密切相关的细胞类型中的蛋白质组成上有显着差异。这与发育和疾病有关。特别引人注目的是这些和其他细胞器中RNA结合蛋白的大量和多样性,这使我们能够回顾不同细胞器和亚尺寸层中RNA的证据。我们包括有关转化涉及的(子)细胞器(例如核仁和核糖体)的讨论,还报道了意外的细胞类型特异性多样性。我们在这里提出,这些细胞器和隔室的异质性代表了调节细胞多样性的新机制。一个原因是,蛋白质功能可以乘以它们在不同的或范围内的不同贡献,也可以用具有月光功能的蛋白质来体现。专门的细胞器仍执行泛素函数,但在细胞类型特异性模式下,此处讨论了中心体,线粒体,小囊泡和其他或其他或其他或其他或其他或其他效果。这些可以用作用于存储和运输特定且功能上重要的调节器的调节中心。通过这种方式,它们可以控制细胞分化,质量和生存。我们进一步包括强调疾病相关性的例子,并提议在许多细胞类型中检查细胞器中的细胞器,以使其具有功能相关性的可能区别。
DNA聚合酶以半辅助方式从脱氧核糖核苷酸合成DNA,并作为DNA复制和修复机械的核心。在真核细胞中,分别有2个含有基因组的细胞器,线粒体和质体,它们分别源自字母杆菌和蓝细菌。除了罕见的基因组占用线粒体和质体的病例外,两个细胞器必须由核编码的DNA poly蛋白酶提供,这些核编码的DNA poly将其定位并在其中进行维护以维持其基因组。由于有2个未解决的问题,细胞器DNA聚合酶的演变尚未完全理解。首先,在整个真核生物中尚未阐明细胞器DNA聚合酶的多样性。第二,目前尚不清楚最初在内共生细菌中使用的DNA聚合酶何时会导致线粒体和质体,因为已知的细胞器DNA聚合酶显示出与现有的alphaprototototototototototototototototeberacteria或cyanano bacteria相关的细胞器DNA聚合酶。在这项研究中,我们从不同的真核生物中鉴定出134个家族A DNA聚合酶序列,该序列被分类为10种新型类型,并探讨了它们的进化起源。实验室进一步检查了选定的DNA聚合酶的亚细胞局部定位。此处介绍的结果表明,细胞器DNA聚合酶的多样性已受到从系统发育范围宽细菌的多次转移poli基因的塑造,并且它们在真核生物中的发生还受到继发性质体质体性内孢子酶的影响。最后,我们提出的是,最后一个真核共同祖先可能拥有2种线粒体DNA聚合酶,POP,并且是原始线粒体DNA聚合酶I,RDXPOLA的直接后代的候选者,RDXPOLA,RDXPOLA在这项研究中已确定。
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