文献阅读--DMP8/9调控精卵融合

    从今天开始每次精读的文献都会在在这里展示。我是每天都想睡觉的阿源,加油!

    这次精读的文献是19年发表在《Nature Plants》上文章,通讯作者是德国雷根斯堡大学的Stefanie Sprunck教授(大佬大佬),介绍了DMP8和DMP9两个蛋白介导了拟南芥中精卵融合的机制。

    植物精卵融合的过程标志着植物由单倍体时代走向二倍体世代,是时代交替关键点。但是目前对于植物精卵融合的机制却还不是很清楚。目前融合过程分为三步,首先是卵细胞分泌的小肽会使精细胞激活,激活后的精细胞会与卵细胞黏附,最后实现融合。

植物精卵融合的过程


    目前在这个过程中鉴定出来的仅仅只有四个组分(加上本文),卵细胞分泌的EC1小肽(共五个成员EC1.1-EC1.5),属于ECA这个大家族(基本都是在卵细胞表达,功能很冗余),介导了精细胞的激活,但是其在精细胞的上的受体还未找到。GEX2介导了精卵细胞的黏附过程。HAP2介导了精卵细胞的融合过程,本文发现了DMP8和DMP9推测其功能是辅助HAP2完成融合过程。

     作者的科学问题是想通过找一些在精细胞膜上定位的跨膜蛋白从而来理解精卵融合的过程。

     首先作者通过一个在线网站The GENEVESTIGATOR(专业的要付费,还挺贵)找与GEX2共表达的蛋白,利用ARAMEMNON(亲测不好用)预测了跨膜蛋白,选取了得分最高的20个跨膜蛋白。确定了具体要做DOMAIN OF UNKNOWN FUNCTION 679 (DUF679) membrane protein 9 (DMP9)这个四次跨膜蛋白。随后要对DMP这个家族要观察一下,建立演化树发现DMP8和DMP9聚在在一支上,暗示着这两货可能功能冗余,且更大的系统发生树显示这一家族在开花植物中扩展,更暗示着其在植物中的作用。


GEX2共表达的跨膜蛋白
拟南芥DMP家族系统演化树

   确定了要做什么基因,下面就是老套路了。接gus(前面有人做了)和GFP看表达pattern,构建突变体看表型。

DMP8(左)和DMP9(右)蛋白定位


突变体败育情况

       毫无疑问这两货都定位在精细胞膜上,并且构建的突变体显示,dmp9 单突即出现败育表型,dmp8dmp9 表型更强烈,60%的种子败育接着套路就是看育性的缺陷是由雌方还是雄方引起的,回交实验即可做到。回交实验证明主要是雄方出的问题。紧接着就是找双受精那个阶段出了问题,最后定位到的的确确是融合过程的bug。于是乎在利用在精细胞核标上RFP的双突,在受精42小时后检查受精情况,统计发现56%双突的胚珠未正常受精且雌方时会出现单个精细胞(单次受精),两个精细胞(无受精),四个精细胞(多受精)的表型。对于单次受精的现象引起了作者极大地兴趣,利用   dmp8,9C_3 HTR10-mRFP的花粉授予EC1.1p:NLS3×GFP的植株。25%的受精胚珠存在胚乳却无胚,而无胚乳有胚的仅仅2%,单次受精主要精细胞与中央细胞的融合,暗示着DMP8和DMP9主要调控了精细胞与卵细胞的融合。

    接着来作者想探讨一下,这两个蛋白是在精卵融合过程中的粘附还是融合过程起作用。于是采用原生质体实验。发现主要是融合过程出了问题。并且用egg cell plasma membrane marker时发现,59%的精细胞黏在卵细胞上还是一对,24%单个黏在卵细胞上,17%不粘附(未粘附在中央细胞)。用central cell marker DD65p:GFP也为发现未融合的细胞粘附在中央细胞上。

检测融合

       由于该双突存在单次受精的表型,并且没有受精的精细胞也不粘附在中央细胞上,于是他们认为两个精细胞在爆炸释放后是紧紧联系在一起的。于是乎他们想看看是不是如他们所想。于是他们用了EC1-RNAi的材料,发现精细胞(77%)谁也不粘附,直接在珠孔端停着。17%粘附在卵细胞,7%粘附在中央细胞,并且这两个精细胞之间不分离,暗示着EC1也参与了精细胞的分离。

      读完这篇文章我觉得有点混乱,因为很多结论都是来自统计上结论,可是这些结论未必都可靠,而且对于精细胞对的研究有些无逻辑,中央细胞上不存在粘附的双突精细胞,不正说明了这两个主要参与精细胞和卵细胞融合的过程吗?同时败育并不彻底,说明还存在冗余基因,此外对于该蛋白功能上的研究并不彻底,关键的功能域在哪里,同时和HAP2的关系又是怎样(作者根据功能和亚细胞定位推测激活HAP2)?期待接下来详细的研究。值得一提是,找出这两个蛋白仅仅用了一个生信软件,厉害!并且毫无疑问,这两个蛋白的确参与了精卵融合的过程,这是该领域重大的突破。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,033评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,725评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,473评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,846评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,848评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,691评论 1 282
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,053评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,700评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,856评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,676评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,787评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,430评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,034评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,990评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,218评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,174评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,526评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容

  • 尽管时间只有20多年,生物工程已发展成一个庞大的体系,按照传统的说法(尽管这个传统也不过20年),生物技术主要包括...
    Lucine晔阅读 5,104评论 0 22
  • 氨基酸是蛋白质的基本结构单位,参与合成蛋白质的氨基酸有20种,可作为原料在核糖体工厂通过肽键连接形成多肽链,都有密...
    官敏慧阅读 5,465评论 0 7
  • 2017.12.10今天的生物分享就要开始了 今天分享的内容是 植物激素调节 首先来看下知识点总结 先来看看感性运...
    苍山一树阅读 1,548评论 0 1
  • 书名基因社会作者(美)以太·亚奈(Itai Yanai) / (美)马丁·莱凯尔(Martin Lercher)译...
    xuwensheng阅读 1,925评论 1 11
  • 一百只猴子,有一百种拴法。。。 我并不认为打手心就不可以 体罚不一定就是暴力。。。 如果打不得,大声说不得。。这也...
    平凡只要阅读 228评论 1 4