来自哈佛大学的研究人员发现微管上的两个马达蛋白会根据它们相对的极性,从而协同或竞争性与同一个“货物”结合,然后将“货物”运输到目的地。

-2012年11月2日《科学》

中文翻译


【题目】马达蛋白群中的相互竞争揭示可编程的DNA折纸框架

【译文】真核细胞内的胞质动力蛋白和驱动蛋白1是结合微管的分子马达蛋白,它们具有相反的极性,在细胞内负责运输大量的“货物”。细胞内的许多“货物”存在双向运动,这归因于细胞内存在的大量动力蛋白和驱动蛋白,最终这些“货物”会按空间和时间精确的分类。为了研究协调马达蛋白行为的作用机制,本研究借助三维DNA折纸技术设计了一个可编程的人造“货物”,使得连接有大量DNA寡核苷酸的马达蛋白能够与之结合,从而能在体外条件下控制马达蛋白的类型、数量、间距和定位。在含有1~7个相同极性的马达蛋白群中,马达蛋白的数量对方向极性的影响最小,然而具有相反极性的马达蛋白群却处于相互竞争中,这种竞争可通过脱离一种马达蛋白而得到解决。

英文原稿


[Title]: Tug-of-War in Motor Protein Ensembles Revealed with a Programmable DNA Origami Scaffold    

[Authors]: N. D. Derr, B. S. Goodman, R. Jungmann, A. E. Leschziner, W. M. Shih, and S. L. Reck-Peterson

[Abstract]: Cytoplasmic dynein and kinesin-1 are microtubule-based motors with opposite polarity that transport a wide variety of cargo in eukaryotic cells. Many cellular cargos demonstrate bidirectional movement due to the presence of ensembles of dynein and kinesin, but are ultimately sorted with spatial and temporal precision. To investigate the mechanisms that coordinate motor ensemble behavior, we built a programmable synthetic cargo using three-dimensional DNA origami to which varying numbers of DNA oligonucleotide-linked motors could be attached, allowing for control of motor type, number, spacing, and orientation in vitro. In ensembles of one to seven identical-polarity motors, motor number had minimal affect on directional velocity, whereas ensembles of opposite-polarity motors engaged in a tug-of-war resolvable by disengaging one motor species.

原文地址

http://www.sciencemag.org/content/338/6107/662.short

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