微觀蛋白質(zhì)如何影響我們的未來

在有關(guān)氣候變化的敘述中，我們經(jīng)常關(guān)注一些大而可見的現(xiàn)象，例如冰川消融和颶風(fēng)肆虐。但還有另一個(gè)微觀而隱蔽的世界，它同樣至關(guān)重要，也是杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)家艾米·格拉德費(fèi)爾特博士一項(xiàng)新研究的重點(diǎn)。

她的研究成果《內(nèi)在無序序列可以調(diào)節(jié)真菌生長(zhǎng)和特定溫度下的細(xì)胞周期》于7 月 31 日發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》上，發(fā)現(xiàn)了一種可以耐受變化并仍然發(fā)揮作用的變形蛋白，在新的條件下甚至可能發(fā)揮更好的作用。這種適應(yīng)性可能有助于某些生物體(如真菌和植物)應(yīng)對(duì)氣候變化。想想耐熱大豆作物。

但這也可能意味著真菌將適應(yīng)在更高的溫度下生存，并產(chǎn)生像《最后生還者》中描述的那樣的危險(xiǎn)病原體。

細(xì)胞生物學(xué)系教授、2023 年杜克大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)者格拉德費(fèi)爾特說：“人們把大量注意力放在了面臨氣候壓力的更具魅力和體型更大的生物上，但對(duì)生命至關(guān)重要的看不見的世界卻關(guān)注甚少。”

她的實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期研究一種微小的真菌——棉紅曲霉菌，了解其生長(zhǎng)和發(fā)育情況。杜克大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)與這項(xiàng)研究的合著者、分子遺傳學(xué)和微生物學(xué)系副教授弗雷德·迪特里希博士合作，開始探索這種真菌如何適應(yīng)溫度變化。迪特里希博士對(duì)棉紅曲霉菌的基因組進(jìn)行了測(cè)序，并從不同的氣候條件下收集了各種菌株。

在新的研究中，研究小組發(fā)現(xiàn)，一種名為 Whi3 的異常蛋白質(zhì)對(duì)于溫度適應(yīng)至關(guān)重要，它在阿舒巴霉菌的生長(zhǎng)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

傳統(tǒng)科學(xué)認(rèn)為蛋白質(zhì)需要特定的形狀才能正常工作。格拉德費(fèi)爾特和其他人發(fā)現(xiàn)，被稱為 IDP 的“內(nèi)在無序蛋白質(zhì)”可以變形，在多種結(jié)構(gòu)之間變化，因此看起來是“無序的”。這項(xiàng)研究表明，IDP 可能是各種生物體適應(yīng)溫度的常見機(jī)制。

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