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世界觀焦點(diǎn):研究人員發(fā)現(xiàn)植物如何重新規(guī)劃其細(xì)胞以對(duì)抗入侵者

時(shí)間:2022-08-31 20:25:25 來源: cnBeta.COM



(相關(guān)資料圖)

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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