備課素材：磷酸鹽儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化的細(xì)胞器 高一上學(xué)期生物人教版必修1

磷酸鹽儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化的細(xì)胞器磷酸鹽對(duì)生命至關(guān)重要?，F(xiàn)在，研究人員在動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種微小結(jié)構(gòu)，就像磷酸鹽儲(chǔ)存庫(kù)，有助于調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)水平，并在營(yíng)養(yǎng)短缺時(shí)觸發(fā)維持組織生存的過(guò)程。研究人員將這種結(jié)構(gòu)歸類(lèi)為一種新型細(xì)胞器，后者是細(xì)胞中的基本結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞核、線粒體和細(xì)胞膜，它們起著微型器官的作用。5月3日，相關(guān)研究發(fā)表于Nature。果蠅腸細(xì)胞中新發(fā)現(xiàn)的3個(gè)細(xì)胞器，似乎是對(duì)生命至關(guān)重要的磷酸鹽儲(chǔ)存庫(kù)?！斑@是首次在動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)磷酸鹽儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)?！蔽磪⑴c這項(xiàng)研究的法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心結(jié)構(gòu)生物學(xué)家RebekkaWild說(shuō)。在植物、細(xì)菌和酵母中，磷酸鹽對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)很重要，有助于細(xì)胞交流和能量產(chǎn)生。盡管已知磷酸鹽在動(dòng)物組織和細(xì)胞中必不可少，但很少有研究探索它的具體功能。美國(guó)洛克菲勒大學(xué)遺傳學(xué)家CharlesXu很好奇磷酸鹽在調(diào)節(jié)果蠅腸道組織更新中發(fā)揮了什么作用。果蠅腸道組織是研究疾病如何影響人類(lèi)腸道細(xì)胞的有用模型。Xu和同事給果蠅喂食磷甲酸（PFA），它可以抑制細(xì)胞對(duì)磷的吸收。當(dāng)對(duì)來(lái)自果蠅腸道內(nèi)壁的細(xì)胞進(jìn)行染色和成像時(shí)，他們注意到缺乏磷酸鹽導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量激增。當(dāng)Xu和同事給果蠅喂食比標(biāo)準(zhǔn)水平少10%的磷酸鹽食物時(shí)，這種快速的細(xì)胞增殖也發(fā)生了，表明磷酸鹽確實(shí)對(duì)細(xì)胞數(shù)量有影響。為了解磷酸鹽是如何產(chǎn)生這種影響的，Xu和團(tuán)隊(duì)研究了低磷酸鹽水平是否會(huì)影響基因表達(dá)。一種被他們稱(chēng)為PXo的基因與哺乳動(dòng)物編碼磷酸感應(yīng)蛋白的基因類(lèi)似。Xu和同事發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞缺乏磷酸鹽時(shí)，PXo的表達(dá)較弱。這種基因表達(dá)的減少使細(xì)胞過(guò)度分裂。然而，當(dāng)研究人員調(diào)整基因以過(guò)度表達(dá)PXo蛋白時(shí)，細(xì)胞分裂速度減慢。研究人員用熒光標(biāo)記了PXo蛋白，并注意到它與細(xì)胞中的一系列橢圓形結(jié)構(gòu)有關(guān)，這些結(jié)構(gòu)似乎與任何已知的細(xì)胞器都不相關(guān)。研究人員仔細(xì)觀察這些神秘結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們有幾個(gè)膜層，PXo蛋白在膜層間傳輸磷酸鹽。一旦進(jìn)入不熟悉的細(xì)胞器，磷酸鹽就轉(zhuǎn)化為磷脂，后者是細(xì)胞膜的主要組成部分。Xu表示，當(dāng)果蠅細(xì)胞缺乏磷酸鹽時(shí)，細(xì)胞器分裂并將儲(chǔ)存的磷脂釋放到每個(gè)細(xì)胞中，這表明它們的功能就像儲(chǔ)存庫(kù)。這種分解激活了一種叫作Cka的細(xì)胞機(jī)制，觸發(fā)了一種壓力信號(hào)，增加了新細(xì)胞的產(chǎn)生。這可能是腸道內(nèi)壁保持磷酸鹽水平穩(wěn)定的一種方法，因?yàn)榧?xì)胞數(shù)量增多可以吸收更多營(yíng)養(yǎng)。“這對(duì)生物體再生更多健康的細(xì)胞是有益的。”他說(shuō)。Wild說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)為探索包括人類(lèi)在內(nèi)的其他動(dòng)物是否存在類(lèi)似的磷酸鹽儲(chǔ)存細(xì)胞器奠定了基礎(chǔ)。她補(bǔ)充說(shuō)，深入研究PXo蛋白的結(jié)構(gòu)，揭示它如何將磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞器中，可能會(huì)很有用。Xu說(shuō)，下一步將研究這些儲(chǔ)存磷酸