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農(nóng)作物和其他植物經(jīng)常受到微生物的攻擊，包括細(xì)菌、病毒和其他病原體。當(dāng)植物感覺到微生物入侵時(shí)，它的細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)化學(xué)湯會(huì)發(fā)生深刻的變化。在最近發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)新研究中，研究人員揭示了植物細(xì)胞中的關(guān)鍵成分，這些成分對(duì)其蛋白質(zhì)制造機(jī)器進(jìn)行了重新編程以對(duì)抗疾病。
每年，大約15%的作物產(chǎn)量因細(xì)菌和真菌疾病而損失，使全球經(jīng)濟(jì)損失約2200億美元。植物依靠其免疫系統(tǒng)來幫助它們進(jìn)行反擊。與動(dòng)物不同，植物沒有專門的免疫細(xì)胞，可以通過血液到達(dá)感染的地點(diǎn)。相反，植物中的每一個(gè)細(xì)胞都必須能夠站立和戰(zhàn)斗來保護(hù)自己，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)斗模式。
當(dāng)植物受到攻擊時(shí)，它們將優(yōu)先事項(xiàng)從生長轉(zhuǎn)向防御。這意味著細(xì)胞開始合成新的蛋白質(zhì)并抑制其他蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。細(xì)胞中數(shù)以萬計(jì)的蛋白質(zhì)做了許多工作：催化反應(yīng)，識(shí)別外來物質(zhì)，作為化學(xué)信使，并將材料移入和移出。為了制造一種特定的蛋白質(zhì)，細(xì)胞核內(nèi)的DNA中遺傳指令被轉(zhuǎn)錄成一種叫做mRNA的信使分子。這條mRNA鏈然后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，在那里被稱為核糖體的結(jié)構(gòu)"讀取"信息并將其翻譯成蛋白質(zhì)。
在一項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)植物被感染時(shí)，某些mRNA分子會(huì)比其他分子更快地翻譯成蛋白質(zhì)。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些mRNA分子的共同點(diǎn)是RNA鏈前端的一個(gè)區(qū)域，其遺傳密碼中的字母反復(fù)出現(xiàn)，其中核苷酸堿基腺嘌呤和鳥嘌呤不斷重復(fù)。研究人員證明，當(dāng)植物檢測(cè)到病原體攻擊時(shí)，為核糖體登陸和讀取mRNA提供信號(hào)的分子路標(biāo)被移除，這使細(xì)胞無法制造其典型的"和平時(shí)期"蛋白質(zhì)。
相反，核糖體繞過通常的翻譯起點(diǎn)，使用RNA分子內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)的As和Gs區(qū)域進(jìn)行對(duì)接，并從那里開始閱讀，基本上走了一條捷徑，通過了解植物如何取得這種平衡，研究人員希望找到新的方法來設(shè)計(jì)抗病作物，而不影響產(chǎn)量。
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