シアノバクテリアのチラコイドの生物領域は、原形質膜と接触部位を形成します

チラコイド膜の生合成中に、光合成機構が時間と空間にどのように配置されるかについてはほとんど知られていない。in situ cryo-electron断層撮影を使用して、シアノバクテリウム合成球の3次元アーキテクチャを画像化すると、複数のチラコイドの先端が合併して「収束膜」と呼ばれる下部構造を形成することが観察されました。この高尿膜膜は、離散部位の原形質膜と密接に接触します。70Sリボソームとアレイ形成のフィコビリソームのサブトモグラムの平均を生成し、それぞれタンパク質合成と光合成のマーカーとしてこれらの構造を天然膜アーキテクチャにマッピングしました。この分子局在は、チラコイドネットワーク内の2つの異なる生体領域を特定しました。両方のマーカー複合体に関連する細胞のサイトゾル内部に面したチラコイドと、リボソームではなくリボソームで飾られた収束膜です。収束膜は特殊な生体機能を実行し、チラコイドタンパク質の合成と血漿膜からの補因子とペリプラズム空間を統合することを提案します。

Little is known about how the photosynthetic machinery is arranged in time and space during the biogenesis of thylakoid membranes. Using in situ cryo-electron tomography to image the three-dimensional architecture of the cyanobacterium Synechocystis, we observed that the tips of multiple thylakoids merge to form a substructure called the 'convergence membrane'. This high-curvature membrane comes into close contact with the plasma membrane at discrete sites. We generated subtomogram averages of 70S ribosomes and array-forming phycobilisomes, then mapped these structures onto the native membrane architecture as markers for protein synthesis and photosynthesis, respectively. This molecular localization identified two distinct biogenic regions in the thylakoid network: thylakoids facing the cytosolic interior of the cell that were associated with both marker complexes, and convergence membranes that were decorated by ribosomes but not phycobilisomes. We propose that the convergence membranes perform a specialized biogenic function, coupling the synthesis of thylakoid proteins with the integration of cofactors from the plasma membrane and the periplasmic space.