植物细胞有细胞膜吗(你造么?植物也可分泌细胞外囊泡(外泌体))
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植物细胞有细胞膜吗(你造么?植物也可分泌细胞外囊泡(外泌体))
新年新气象,奉上全新植物研究思路!
一提到外泌体,各位看客首先想到的应该是医学领域研究的液体活检,有木有?其实早在20世纪六十年代,植物中有细胞外囊泡(EV)的研究就已被报道
(突感自己有点out)
但还没有研究者对植物EV的内含物进行分析,限于当时的技术水平植物外泌体的研究没有得到深入的开展,因而它们的功能也尚不清楚。近期有研究报道称,植物在应答病原体感染时(免疫互作研究的福利),细胞外囊泡对于植物早期防御机制的构建起着重要的作用。
目前对于外泌体的研究,尤其是外泌体RNA的研究主要还是集中在哺乳动物,包括人、鼠、猪、羊等的细胞上清液和体液样本的研究,作为植物界研究大咖的你是不是有一种无力感?(植物领域相关研究者表示对动物界研究火爆的外泌体好陌生)讲了这么多到底啥是外泌体?植物咋研究滴?别急,继续看~
1、基本概念
细胞外囊泡:简称EV,是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡结构统称,这些囊泡的直径可以从30、40nm到8、9um。
(小编悄悄告诉你:1um=1000nm)
该概念是由国际细胞外囊泡学会(ISEV)创造的术语,根据细胞外囊泡的生物合成或释放途径可以对囊泡进行分类:
1)外泌体(exosomes):直径为30-150nm,起源于内吞途径,其密度约为1.11-1.19g mL-1;(此类型研究目前比较火热)
2)微粒/微囊泡(microparticles/microvesicles):直接从质膜释放,直径约100-1000nm;
3)凋亡小体(apoptotic body/bleb):直径约为50nm-2μm,由细胞凋亡产生;
4)其他各种EV亚群。
对于外泌体RNA的研究相较于普通植物组织样本的研究,在方法上首要区别在于前者需要对外泌体进行富集,具体的富集方法在此不再赘述,对于植物外泌体的富集方法比较感兴趣的可以@小编,随时为您奉上。
2、细胞外囊泡检测
对于富集得到的细胞外囊泡都需要进一步的检测,以确定其具体的分类属性。目前对于外泌体的鉴定主要有四种方法:透射电子显微镜(TEM)、Nanosight、Western Blot、流式细胞术。每种方法都有各自的优缺点,关注的重点也不太一样,建议多种方法结合,感兴趣的可以查下资料,很多的啦!
3、植物细胞外泌体的研究应用
目前植物外泌体的研究相较动物领域的研究比较有限,现有文章的研究主要集中在对于病原菌的抵抗防御作用;外泌体作为船对于分泌蛋白的促分泌及运输作用;植物细胞来源的外泌体将siRNA运输至真菌细胞中,沉默靶向转录本,发挥作用等,大部分偏蛋白质的研究,2017年有两篇比较经典的案例简单整理如下:
1)2017年美国印第安纳大学的Brian D. Rutter在国际著名杂志 Plant Physiology 发表了一篇名为“Extracellular vesicles isolated from the leaf apoplast carry stress-response proteins ”的研究成果,作者首先介绍了从拟南芥叶片质外体液提取EV的方法,然后对EV进行蛋白质组分析,结果发现富集了生物和非生物胁迫应答的相关蛋白。相应地,被丁香假单胞菌感染的植物、水杨酸处理后的植物的EV分泌增强。这项发现表明EV可能是植物免疫应答的一个重要成员。
2)阿根廷马德普拉塔国立大学的研究人员研究了向日葵的EV,并测试了它们是否可以与真菌细胞相互作用。从幼苗的细胞外液中分离EV,并通过透射电子显微镜和蛋白质组学分析进行表征。这些纳米囊泡似乎富含细胞壁重塑酶和防御蛋白。研究人员制备了膜标记的EV,并验证了它们被植物病原真菌核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)吸收。功能测试进一步评估了EV影响真菌生长的能力。用植物EV处理的孢子表现出生长抑制、形态变化和细胞死亡。该研究介绍了植物EV存在的确凿证据,研究人员展示了它们与真菌细胞相互作用和杀灭真菌细胞的能力。这些结果介绍了植物中通过EV进行细胞间通讯的概念。
Figure . Uptake of extracellular vesicles (EV) by S. sclerotiorum spores
总结
目前对于植物EVs的研究比较有限,且主要集中在国外,若您对外泌体RNA的研究比较感兴趣(比如外泌体RNA测序),又想发现些新的东西,新的研究思路是否已经产生?话不多说,思路这个东东,有时只可意会不可言传,你get到了么?若是您对这方面的内容感兴趣可以留言,小编随时恭候您的咨询!
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