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Articles by Dylan M. Morris in JoVE
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세균성 세포의 전자 Cryotomography
1Division of Biology, California Institute of Technology - Caltech, 2Howard Hughes Medical Institute, California Institute of Technology - Caltech
가까운 원시 상태에서 세균 세포의 ultrastructure 연구를 전자 cryotomography (요법)를 사용하는 방법을 우리는 "macromolecular"(~ 4 NM) 해상도, 여기를 보여줍니다.
Other articles by Dylan M. Morris on PubMed
격리 된 Synechococcus 구조 밝혀 전자 Cryotomography WH8102 Carboxysomes 변형
Carboxysomes 트는 같은 polyhedral 시체 남조류와 탄소 고정을 용이 하 게 하는 것으로 생각 되는 많은 chemoautotrophic 박테리아에서 발견 됩니다. Carboxysomes proteinaceous 외피에 의해 제한 되며 ribulose 1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) CO(2) 고정 경로의 첫 번째 효소 가득 하지만 정확히 그들은 어떻게 탄소 고정을 강화 하는 것은 분명 합니다. 여기 우리는 전자 cryotomography 밝혀 순화 carboxysomes Synechococcus 종 변형 wh8102에서에서의 3 차원 구조를 보고 합니다. 우리 개별 carboxysomes의 크기는 동안 114에서 다양이 유기 체에서 발견 137 nm nm, 놀랍게도, 모두 약 icosahedral 했다. Carboxysome, 3 ~ 4 동심 레이어로 구성 당 약 250 RuBisCOs 평균 했다. 일부 모델 carboxysome 함수의 개별 Rubiscos와 쉘, 특정 연락처에 의존 하지만 이러한 연락처의 증거는 발견: 밀도 또는 셸 상대로 RuBisCO 위치에 연결의 아무 체계적인 패턴의 6 각형 격자를 분별 수 있습니다, 그리고 시뮬레이션 포장 혼자 힘 보여준 Rubiscos의 계층화 된 조직에 대 한 계정 수 있습니다 추정 된다.
향해 전체 세균 세포의 Biomechanical 이해
수십 년간 유전학 및 생화학 연구, 따라 박테리아의 기본 신진 대사 지금 잘 이해 된다. 그러나 코어 신진 대사 뿐만 아니라, 세균성 세포 또한 수행 자신의 환경 내에서 이동 특징적인 형태를 유지 하는 등 기계적 작업의 번호 그들의 게놈을 분리 하 고 분리 합니다. 주요 발전 기술을 포함 한 형광 가벼운 현미경 검사 법 (fLM) 및 전자 cryotomography (ECT) 이미징에 세균 ultrastructures 이러한 작업을 수행 하는 새로운 통찰력을 제공 했다. 그것은 이제 분명, 예를 들어, 그 박테리아는 매우, cytoskeletons, 소지 특별히 유전자, 내부 구획 배열 조직과 고분자 기계를 신중 하 게 배치 합니다. 이러한 구조와 기능이 일반화 된 세균 세포의 완전 한 biomechanical 이해를 향해 진행 상황 보고서의 형태로 여기 검토 됩니다. 결국 전체 셀의 공간적 명시적, 기계적으로 예측 모델에 유전적, 생화학, 이미징, 및 생물 리 데이터를 통합의 목표는 강조 표시 됩니다.
조직, 구조, 및 알파 Carboxysomes 그대로 셀의 전자 Cryotomography에 의해 결정의 조립
Carboxysomes는 polyhedral 포함 시체 많은 박테리아에 autotrophic 신진 대사에 중요 한 역할을 합니다. 전자 cryotomography를 사용 하 여, 우리 carboxysomes를 3 chemolithoautotrophic 박테리아의 그대로 세포 내에서 그들의 네이티브 국가에서 조사 했다. Carboxysomes polyphosphate과 립, 바로 근처에서 종종 세포질 내에서 별개의 그룹으로 일반적으로 클러스터 및 밀도의 정기적 격자 자주 근처 carboxysomes과 립 연결를 찾았습니다. 작은 세부적인 시체 또한 carboxysomes 내에서 볼 수 있었다. 이러한 관측 carboxysomes 및 polyphosphate과 립 간의 기능적 관계를 것이 좋습니다. Carboxysomes 전시 큰 크기, 모양, 및 정화 준비에 보다 셀 작곡 분포도. 마지막으로, 우리는 우리 misassembled 쉘 단백질 특성 filamentous 구조 어셈블리의 다양 한 단계에서 carboxysomes을 관찰 했다. 놀랍게도, 두 개 이상의 부분 carboxysome 셀당 적 관찰 되었다. 이러한 관찰을 바탕으로, 우리는 껍질과 내부 RuBisCO (ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) 격자 형태로 동시에, 가능성이 유도 셸 단백질과 RuBisCOs 사이 특정 상호 작용에 의해 carboxysome 어셈블리에 대 한 모델을 제안 합니다.
Peptidoglycan 개장 및 포자 형성 하는 동안 외부 멤브레인으로 내부 멤브레인의 변환
Bacilli 및 Clostridia 클래스를 포함 하는 Firmicute 문의 두 가지 특징은 자신의 능력을 양식 endospores 고 그들의 "그람 양성" 단일 membraned, 두꺼운 세포 벽 봉투 구조. Acetonema longum endospores는 하지만 의외로 "그램 네거티브," 소지 안쪽과 바깥쪽 막과 얇은 세포 벽 형성 Clostridia의 덜 알려진 가족 (Veillonellaceae)의 일부입니다. 여기, 고분자 해상도, 3D 전자 cryotomographic 이미지의 식물, sporulating, 그리고 보여주는 그 포자 형성 과정에서 어머니 셀의 내부 막이 반전 될 germinating 세포의 외부 세포 막을 변형 A. longum 셀 germinating 선물이. Peptidoglycan 전역, 프로세스에서의 역할에 대 한 수정 된 경우, "연속" 모델을 선도 유지 합니다. 게놈 분석으로 결합해,이 결과 포자 형성 가리킨 의해 메커니즘으로는 외부 세균 막 발현 될 수 있습니다 및 잠재적인 단일 및 이중 membraned 박테리아 사이 "누락 된 링크"로 대답 longum.
