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西亚试剂:植物光反应复杂机制得到揭示

植物利用光进行生长被很多人视为理所当然的事,实际上我们对于其中的机制所知并不多。美国科学家进行的一项最新研究,揭示了参与植物光反应蛋白的特殊生成机制。这一发现大大提高了人们对于植物光反应调节机制的认识。相关论文11月23日发表于《科学》(Science)杂志上。 

此次研究由美国国家科学基金会(NSF)资助,领导者是美国鲍依斯·汤普森植物研究所(Boyce  Thompson  Institute  for  Plant  Research)的Haiyang  Wang。研究人员利用拟南芥(Arabidopsis)作为实验对象,发现拟南芥在未暴露于光之前,就为光反应作了准备。这种准备包括产生一对紧密相关的蛋白——FHY3和FAR1,这两种蛋白的产生会提升另一对蛋白(FHY1和FHL)的含量。之前的研究已经确定,FHY1和FHL是植物光反应的关键参与蛋白。   

Wang说,植物这种为光反应储存蛋白的行为,就好比是旅行者在夜晚为汽车加满油,以方便在天一亮就踏上旅程。   

虽然之前的研究已大致确定了植物光反应的步骤,不过FHY3和FAR1调节光反应机制的发现为科学家理解这一过程提供了新的视角。   

此外,研究人员还发现FHY3和FAR1蛋白与光敏色素A之间存在一个负反馈环(negative  feedback  loop),即细胞核中积聚的光敏色素A越多,产生的FHY3  /和FAR1蛋白就越少,这样输入细胞核的光敏色素A就越少。Wang说:“这一反馈环就像是一个内置的刹车,限制了光反应的流动。”   

研究人员还发现,FHY3  和  FAR1蛋白与某些酶之间存在相似性,这些酶是由跳跃基因(jumping  genes)产生的。研究人员认为,这表明,FHY3和FAR1蛋白可能是由跳跃基因进化来的。如果确实如此,那么可能正是这一重要的进化过程帮助开花植物在地球上生存下来。(