@ 2015.11.09 , 17:01
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植物细胞间的信息交流

由德国波恩大学领导的一队科学家们发现植物细胞间进行信息交流的一种方式:名为“MICU”的蛋白质控制着细胞发电站中的钙离子浓度。植物能利用这些化学信号调节各器官的形成并对水分胁迫作出反应。该结果将来也许能被用来优化农作物。研究结果被发表在最新一期的《植物细胞》上。

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植物受到其生存环境中的外部刺激时会有具体反应:如果可用水受限,那么它们会抑制叶片的水分蒸发量。如果病原体来袭,那么它们会给自己武装上化学武器。如果土壤真菌要与植物的根合作达到互惠互利,那么它们会协商好各自的责任。波恩大学作物科学和资源节约研究所Emmy Noether小组的首席研究员Markus Schwarzlaender博士表示:“所有这些精细调节都需要植物细胞之间进行信息交流。”

在植物细胞之间进行信息交流的时候,它们不使用语言而是使用钙离子,即带正电的钙原子。Schwarzlaender博士解释道:“相关信息被编码到了不同细胞组成之间钙浓度的波动之中。”单个的离子怎么能包含并转换这么多信息呢?科学家们知道植物细胞利用钙离子浓度来进行信息交流之后一直在研究这个问题。

MICU蛋白是一个中央中继站

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Schwarzlaender博士的团队协同意大利、法国、英国、澳大利亚、德国科隆植物育种马普研究所和德国明斯特大学的科学家们一起研究这个问题。研究塔勒水芹的细胞发电站(线粒体)之后,科学家们发现MICU蛋白在线粒体中控制钙离子浓度中扮演了重要角色。

与Schwarzlaender博士一起合作的Stephan Wagner博士表示:“在哺乳动物体内也有类似蛋白控制着钙离子浓度。”它就像一个涡轮增压器,能激发哺乳动物体内线粒体的活力以便提供更多能量。科学家们推测有这个可能,但当他们发现在塔勒水芹的通信系统中MICU充当了中央中继站。Schwarzlaender博士说道:“动物和植物体内的相似蛋白质显然来自同一祖先,但一千年之后它们拥有了各自的特色。”

荧光标记细胞发电站能找到一些信息

研究人员们通过摧毁塔勒水芹基因组中合成MICU的基因,得以做实验探索该蛋白质究竟对植物细胞之间钙离子的信息交流有何影响。他们用荧光蛋白标记出了线粒体,利用可变的荧光强度研究人员们可能看到活体植物细胞发电站内钙离子浓度的变化。研究人员们得以确定线粒体中通信受到的确切影响。

Schwarzlaender博士总结道:“在我们的发现中,我们已经建立起了影响植物细胞特定区域钙信号的基础。”鉴于塔勒水芹被当做植物实验的模型,因此这一发现也许对未来优化作物。研究人员们指出,如果特定植物能学会通过改变钙信号与土壤固氮细菌合作,那么农业中将省下不少肥料。

本文译自 PHYS,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 8+1

  1. 2980031

    这是植物可能也有思想? 可能可能可能,勿喷

  2. 阿卡特兹
    @2 years ago
    2980032

    这就是金坷拉的作用原理

  3. 逃避者
    @2 years ago
    2980034

    “动物和植物体内的相似蛋白质……一千年之后有了各自的特色”……一千年?确定不是一千万年?

  4. 2980044

    格德米斯人就是高等植物生命体呀

  5. nonasleep
    @2 years ago
    2980063

    Arabidopsis thaliana 翻译不对,拟南芥,不是塔勒水芹。

  6. 2980064

    卧槽,上课就讲的这个,下课低头刷煎蛋还是这个。

  7. 大吉八哥哥
    @2 years ago
    2980129

    @郭兆坤

  8. Neptune
    @2 years ago
    2982782

    第一信使balabala…..关于Ca2+在植物信号传递上的文献一年不知道多少篇,幸好我不搞科研了。

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