加利福尼亞州帕洛阿爾托——由卡內(nèi)基的 Kangmei Zhao和 Sue Rhee領(lǐng)導(dǎo)的新工作揭示了植物能夠快速激活防御細(xì)菌感染的新機(jī)制。這種理解可以激發(fā)提高作物產(chǎn)量和對(duì)抗全球饑餓的努力。
“了解植物如何應(yīng)對(duì)壓力環(huán)境對(duì)于制定保護(hù)重要糧食和生物燃料作物免受氣候變化影響的戰(zhàn)略至關(guān)重要，”Rhee 解釋說(shuō)。
發(fā)表在eLife 上，趙和李的新工作與卡內(nèi)基的 Benjamin Jin以及斯坦福大學(xué)的 Deze Kong 和 Christina Smolke 一起，研究了如何在基因水平上激活一種名為 camalexin 的植物防御化合物的產(chǎn)生。
“因?yàn)橹参锷L(zhǎng)在一個(gè)固定的位置，所以它們無(wú)法逃離捕食者或病原體，”趙解釋說(shuō)。“相反，它們已經(jīng)進(jìn)化出能夠幫助它們抵御入侵者以及其他功能的化合物。”
Camalexin 與其他植物代謝物一樣，是由稱為酶的專門工作蛋白合成的，這些蛋白執(zhí)行細(xì)胞的許多功能職責(zé)。當(dāng)植物處于環(huán)境壓力下時(shí)，它會(huì)激活編碼這些酶的基因。研究人員著手闡明植物細(xì)胞如何快速啟動(dòng)生產(chǎn)線并在正確的時(shí)間對(duì)外部條件或威脅做出反應(yīng)。
細(xì)胞的遺傳物質(zhì)編碼了制造這些產(chǎn)生camalexin的酶和細(xì)胞在其生命的每個(gè)階段在各種條件下執(zhí)行其必要功能可能需要的所有蛋白質(zhì)的配方。這是很多信息。這就是為什么細(xì)胞中遺傳密碼的組織如此重要的原因。
“想象一個(gè)細(xì)胞的基因組是一個(gè)巨大的圖書館，每個(gè)基因都是一本書，每條染色體都是一個(gè)非常大的架子，”Rhee 說(shuō)。“細(xì)胞有不同的機(jī)制，可以在大量信息中快速找到它需要的基因，這樣它就可以被轉(zhuǎn)錄和翻譯成編碼的蛋白質(zhì)，并對(duì)環(huán)境條件做出反應(yīng)，包括威脅和壓力。”
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