Science子刊：不测!动物细胞之间竟可互换细胞器

2021年1月10日讯/BIOON/---过来的遗传试验已标明，当动物嫁接在一路时，整个基因组可以在宿主和嫁接体之间挪动，但并不分明物资是若何挪动的。在一项新的研讨中，来自德国马克斯-普朗克动物分子心理学研讨所的研讨职员证明了整个细胞器可以在动物细胞之间挪动，而且是带着它们的基因组一路挪动。相关研讨成果近期颁发在Science Advances期刊上，论文题目为“Horizontal genome transfer by cell-to-cell travel of whole organelles”。

图片来自Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abd8215。

美国罗格斯年夜学动物生物学家Pal Maliga（未参加这项新的研讨）说，在这之前的研讨中，“除了进入细胞器，没有方法合懂得释整个基因组是若何转移过去的。不然，你会看到传入的基因组和驻留基因组之间产生基因重组。”质体（plastid）是一组小型细胞器，包含叶绿体、线粒体和细胞核，都含有物资。人们是以做出了基因组通过细胞器挪动的揣摸，他解释说，“然则，这篇论文漂亮地展现了细节是什么。我十分快乐地看到，其时解释这毕生物学征象的假如理论上是真实存在的。”

马克斯-普朗克分子动物心理学研讨所的Ralph Bock 引导的一个研讨团队在2009年颁发的一项研讨中已发现，嫁接的烟草动物可以共享整个基因组。基因程度转移--即物资通过受精以外的某种办法在个别之间通报---已被证实能在分歧层面上影响动物退化，包含共享无益基因，但整个基因组的挪动却不那么罕见，也不那么被人懂得。尽管最初和随后的研讨已提示着，转移的DNA很能够来自挪动的细胞器中包括的基因组，然则人们无奈确定暴露的DNA有没有被年夜片断地共享。

马克斯-普朗克分子动物心理学研讨所博士后研讨员Alexander Hertle有着丰厚的显微镜教训。他和Bock走到了一路，将Bock试验室多年支持细胞器挪动的证据和Hertle的成像业余常识联合起来。Hertle说，“我有趣味看看[Bock]在他的论文中显示的器械是否真地是真的。”

在这项新的研讨中，Bock及其共事们使用了细胞核基因组中含有一种抗性基因和荧光申报基因的烟草，以及叶绿体基因组中含有一种分歧抗性基因和一种分歧的荧光申报基因的另一株烟草。当他们将这两株烟草嫁接在一路时，所造成的动物在含有这两种的成长培育基上成长，并发生两种荧光申报分子。这些发现与之前的研讨一致，但仍无奈让他们区分基因组信息是通过细胞器照样通过暴露的DNA进行转移。

为了进行这种区分，这些作者剖解了嫁接接壤处的组织，并对活的细胞和固定后的细胞进行了成像。这提醒了位于细胞壁上的孔邻近的质体，以及一个细胞的细胞质伸向另一个细胞的位点。这些作者还发现了比驻留质体（resident plastid）更小的质体，小到可以通过细胞间的孔。在及时成像进程中，这些较小的质体以一种变形虫的方式从一个细胞挪动到另一个细胞。他们还证明，这些挪动的细胞器含有DNA，从而证明它们是他们在上察看到的基因组转移的起源。

尽管他们不克不及完整扫除暴露的DNA在细胞之间挪动，“咱们及时察看到的......是这些细胞器可以从一个细胞进入另一个细胞”。

瑞典农业迷信年夜学动物生物学家Charles Melnyk（未参加这项新的研讨）说，“一个突出的成绩是，为什么会产生这种环境？”他弥补说，这些作者曾经在嫁接的配景下研讨了这个成绩，嫁接是因为挫伤动物而发生的。“只需动物细胞遭到毁伤，它仿佛就会改动其细胞壁的个性，然后这些变动就会让这品种型的转移变乱产生。”

Maliga说，“兴许动物细胞可以做到这一点，即便没有嫁接，也是如斯，但总得有人来研讨一下。”

参考材料：

1.Alexander P. Hertle et al. . Science Advances, 2021, doi:10.1126/sciadv.abd8215.

2.Plant Cells Swap Organelles

https://www.the-scientist.com/news-opinion/plant-cells-swap-organelles-68326