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

磷酸鹽儲存與轉(zhuǎn)化的細胞器磷酸鹽對生命至關(guān)重要?，F(xiàn)在，研究人員在動物細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種微小結(jié)構(gòu)，就像磷酸鹽儲存庫，有助于調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的營養(yǎng)水平，并在營養(yǎng)短缺時觸發(fā)維持組織生存的過程。研究人員將這種結(jié)構(gòu)歸類為一種新型細胞器，后者是細胞中的基本結(jié)構(gòu)，如細胞核、線粒體和細胞膜，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。果蠅腸細胞中新發(fā)現(xiàn)的3個細胞器，似乎是對生命至關(guān)重要的磷酸鹽儲存庫。“這是首次在動物細胞中發(fā)現(xiàn)磷酸鹽儲存結(jié)構(gòu)。”未參與這項研究的法國國家科學研究中心結(jié)構(gòu)生物學家RebekkaWild說。在植物、細菌和酵母中，磷酸鹽對細胞生長很重要，有助于細胞交流和能量產(chǎn)生。盡管已知磷酸鹽在動物組織和細胞中必不可少，但很少有研究探索它的具體功能。美國洛克菲勒大學遺傳學家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腸道細胞的有用模型。Xu和同事給果蠅喂食磷甲酸（PFA），它可以抑制細胞對磷的吸收。當對來自果蠅腸道內(nèi)壁的細胞進行染色和成像時，他們注意到缺乏磷酸鹽導(dǎo)致細胞數(shù)量激增。當Xu和同事給果蠅喂食比標準水平少10%的磷酸鹽食物時，這種快速的細胞增殖也發(fā)生了，表明磷酸鹽確實對細胞數(shù)量有影響。為了解磷酸鹽是如何產(chǎn)生這種影響的，Xu和團隊研究了低磷酸鹽水平是否會影響基因表達。一種被他們稱為PXo的基因與哺乳動物編碼磷酸感應(yīng)蛋白的基因類似。Xu和同事發(fā)現(xiàn)，當細胞缺乏磷酸鹽時，PXo的表達較弱。這種基因表達的減少使細胞過度分裂。然而，當研究人員調(diào)整基因以過度表達PXo蛋白時，細胞分裂速度減慢。研究人員用熒光標記了PXo蛋白，并注意到它與細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胞器都不相關(guān)。研究人員仔細觀察這些神秘結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它們有幾個膜層，PXo蛋白在膜層間傳輸磷酸鹽。一旦進入不熟悉的細胞器，磷酸鹽就轉(zhuǎn)化為磷脂，后者是細胞膜的主要組成部分。Xu表示，當果蠅細胞缺乏磷酸鹽時，細胞器分裂并將儲存的磷脂釋放到每個細胞中，這表明它們的功能就像儲存庫。這種分解激活了一種叫作Cka的細胞機制，觸發(fā)了一種壓力信號，增加了新細胞的產(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，因為細胞數(shù)量增多可以吸收更多營養(yǎng)。“這對生物體再生更多健康的細胞是有益的。”他說。Wild說，這些發(fā)現(xiàn)為探索包括人類在內(nèi)的其他動物是否存在類似的磷酸鹽儲存細胞器奠定了基礎(chǔ)。她補充說，深入研究PXo蛋白的結(jié)構(gòu)，揭示它如何將磷酸鹽轉(zhuǎn)運到細胞器中，可能會很有用。Xu說，下一步將研究這些儲存磷酸