發(fā)現(xiàn)植物激素生長素的新機制
生長素是一種對植物發(fā)育至關(guān)重要的激素,因為它控制著從種子胚胎到種植植物分枝的各種過程。以前,人們認為生長素的主要信號傳導機制在細胞核中起作用,僅通過調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄起作用?,F(xiàn)在,由奧地利科學技術(shù)研究所(IST奧地利)的Ji?íFriml領(lǐng)導的科學家已經(jīng)證明存在另一種機制,并且根中的細胞必須能夠立即對生長素作出反應。這種機制可以快速適應根生長方向。
當植物的種子發(fā)芽時,它的根需要快速確定重力方向并彎曲以在土壤內(nèi)更深地生長,在那里它可以自我錨定,并找到水和養(yǎng)分。為了彎曲,允許細胞生長在根的一側(cè)繼續(xù),而在另一側(cè)被抑制。已知這種抑制作用是由激素生長素引發(fā)并且發(fā)生得很快,但確切的反應時間很難測量。利用創(chuàng)新的設(shè)置,研究人員現(xiàn)在可以精確測量生根素濃度變化所需的時間根。他們的結(jié)論是,生長速度極快的適應速度太快,不能用基因轉(zhuǎn)錄機制來解釋因此必須涉及相應的快速感知機制。
在一條老路的新的分支
但新機制并不完全未知。新發(fā)現(xiàn)的機制需要研究良好的途徑的成分,即TIR1受體。“通過我們的實驗設(shè)置,我們證明了信號傳導確實是非轉(zhuǎn)錄的,但我們已經(jīng)看到原始轉(zhuǎn)錄途徑的組成部分是必需的,”Ji?íFriml解釋說,IST奧地利教授和該研究組的負責人。“這意味著我們不是在尋找一條全新的路徑,而是在規(guī)范路徑的新分支上,”他補充道。
使用翻轉(zhuǎn)顯微鏡和充滿液體的微通道
用顯微鏡側(cè)翻 - 一種方法是由同一研究小組先前開發(fā)的,并且導致制作了一部令人驚嘆的視頻,這種視頻源自去年的“尼康小動作世界競賽” - 團隊是能夠觀察到根在其自然方向上生長。但是測量反應時間需要進一步開發(fā)技術(shù):他們需要能夠快速改變根部生長的解決方案。
“通常情況下,人們會使用生長素,然后將樣品安裝到顯微鏡上,但使用這種方法,它們會丟失寶貴的秒數(shù)甚至數(shù)分鐘 - 而正是那些最初的幾分鐘就是這項研究必不可少的,”Matyáš解釋道。 Fendrych,這項研究的主要作者,曾在Ji?íFriml的小組擔任博士后,現(xiàn)在是布拉格查理大學的助理教授。該團隊發(fā)現(xiàn)的解決方案是讓根部在充滿所需液體的微觀通道中生長。“這使我們能夠改變生長素濃度并立即測量根的反應,”他補充道。
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