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        葉子擁有分子指南針

        葉子為我們提供食物,森林檐篷和足球場(chǎng)。每片葉子都只從幾個(gè)細(xì)胞中生長(zhǎng)出來(lái)。

        葉子擁有分子指南針

        但是,是什么引導(dǎo)這些細(xì)胞成為我們?cè)谧匀唤缰姓J(rèn)識(shí)到的葉子形狀?一個(gè)想法是葉子中的數(shù)百個(gè)細(xì)胞是協(xié)調(diào)的。這可以比作每個(gè)細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)部分子指南針。

        該指南針給出了細(xì)胞的方向性,并且可以不是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)協(xié)調(diào),而是通過(guò)葉子上的生物化學(xué)場(chǎng)來(lái)協(xié)調(diào)。這種分子羅盤(pán),稱為極性場(chǎng),可以讓細(xì)胞協(xié)調(diào)生長(zhǎng),形成葉子的最終形狀。

        之前已經(jīng)通過(guò)計(jì)算機(jī)建模預(yù)測(cè)了葉子之間的協(xié)調(diào),但缺乏細(xì)胞內(nèi)部羅盤(pán)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

        恩里科科恩教授的實(shí)驗(yàn)室想要測(cè)試是否有任何證據(jù)表明葉片細(xì)胞中存在協(xié)調(diào)的極性場(chǎng)。

        該團(tuán)隊(duì)使用模式植物擬南芥(Arabidopsis thaliana)為第一次在葉片上協(xié)調(diào)細(xì)胞提供證據(jù)。

        他們使用一種名為BASL的蛋白質(zhì)來(lái)揭示細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)部指南針,發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)總是位于最接近葉基部的細(xì)胞末端。

        “使用這種蛋白質(zhì)檢測(cè)極性場(chǎng)就像在組織中的每個(gè)細(xì)胞中打開(kāi)燈一樣。它讓我們看到這些細(xì)胞都有一個(gè)指南針,指向整個(gè)葉子的同一方向”Catherine Mansfield解釋說(shuō),該研究的作者。

        “我們發(fā)現(xiàn)的令人驚訝的事情是生物數(shù)據(jù)與多年前的計(jì)算機(jī)建模預(yù)測(cè)相比有多么相似......令人興奮的是,我們發(fā)現(xiàn)細(xì)胞在一片葉子上是協(xié)調(diào)的。我們不知道它是如何工作的但它表明了一種更深層次的細(xì)胞機(jī)制來(lái)引導(dǎo)生長(zhǎng)。“

        “我們還為植物生物學(xué)界提供了一種可以在不同物種中使用的工具:例如作物和其他物種,以便了解植物的形狀如何生長(zhǎng)和發(fā)育。這樣我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),如我們所懷疑的那樣,這種分子指南針是整個(gè)植物界植物形態(tài)發(fā)展的保守機(jī)制,可以通過(guò)不同的進(jìn)化分支以不同的方式進(jìn)行選擇。

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