光门通道罗多普辛引发了保护细胞中质子诱导的释放的火花

科学领域:

• 植物生物学 植物生物学
• 细胞生理学 细胞生理学
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 已知细胞质pH和离子 (Ca2+) 水平在响应刺激时会同时发生变化.
• 植物中质子 (H+) 和Ca2+信号之间的确切关系和相互依赖性尚未得到充分理解.

研究的目的:

• 研究植物细胞中质子 (H+) 和离子 (Ca2+) 之间的相互依赖.
• 探索从Hyphochytrium catenoides获得的光门通道rhodopsin HcKCR2的功能,作为操纵这些信号的工具.

主要方法:

• 利用来自Hyphochytrium catenoides表达在Arabidopsis守护细胞中的光的HcKCR2离子通道.
• 研究了HcKCR2作为质子 (H+) 导电,离子 (Ca2+) 无通道在等离子膜上的功能.
• 观察到光激活的细胞质酸化和随后的Ca2+从内细胞质网膜释放.

主要成果:

• 光激活HcKCR2诱导了Arabidopsis守护细胞中的过渡性细胞质酸性化.
• 这种酸化触发了从内细胞网膜释放的离子 (Ca2+).
• 质子 (H+) 诱导的Ca2+信号通过Ca2+依赖的离子通道导致了膜去极化,使得能够远程控制口腔运动.

结论:

• 在植物细胞中展示了一种新型的质子 (H+) 诱导的离子 (Ca2+) 释放机制.
• 确立了HcKCR2作为解剖植物细胞内pH和Ca2+信号传递的分子机制的宝贵工具.
• 通过光激活离子通道活动,展示了通过光激活离子通道活动远程控制植物口腔动态的潜力.