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        忽視植物分子其實是一種財富
        
			
        
				2019-01-11 17:28:54
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        世界上最好的天然化學家不是科學家，而是植物。自從大約4.5億年前植物開始棲息在陸地上以來，它們不斷進化出豐富的小型天然化學物質和受體。
        

        忽視植物分子其實是一種財富
        

        現(xiàn)在，索爾克研究所的科學家們在2016年8月11日的《細胞》雜志上發(fā)表的一項研究揭示了一種經(jīng)常被忽視的叫做相酸的小分子的意想不到的作用。新的發(fā)現(xiàn)表明，相溶性酸及其受體可能共同進化，成為耐旱和其他生存性狀的關鍵，并可能為培育耐受氣候變化造成的自然災害的更耐寒的新作物提供信息。
        

        “有一些暗示phaseic酸不僅是一個不活動的旁觀者,但植物激素與一個重要的角色,”這項研究的高級研究員約瑟夫·諾埃爾說,亞瑟和朱莉持有人伍德羅椅子和教授杰克·h·史葛柏索爾克化學生物學和蛋白質組學中心。“但現(xiàn)在，通過使用一系列尖端的生物方法，我們更有說服力地證明，鄰苯二甲酸可能對生存很重要。”
        

        在植物研究中，鄰苯二甲酸作為一種重要的前驅物，長期以來一直處于其前身脫落酸(aba)的陰影之下。ABA是一種植物激素，存在于所有的陸地植物中，是應對環(huán)境壓力和病原體的關鍵，特別是對植物干旱情況的警報。ABA也因其與水果和蔬菜中的有益物質——類胡蘿卜素，如-胡蘿卜素和番茄紅素——的聯(lián)系而聞名。
        

        像所有的自然小分子一樣，ABA是通過復雜的代謝途徑產(chǎn)生的，這種代謝途徑將簡單的碳基構建塊轉化為結構復雜的自然化學物質，共同傳遞大量的信息。有些植物具有多種ABA受體，每一種受體在植物中都發(fā)揮著不同的作用。但矛盾的是，ABA作為一個主調控因子，它本身似乎對所有受體都有相同的偏好，這并不適合對植物功能進行微調控制。
        

        在新的研究中，Noel的團隊使用了一種被廣泛研究的植物擬南芥，并獲得了缺乏處理酸的酶的品種，實際上積累了大量的酸。
        

        令研究小組驚訝的是，這些植物的種子萌發(fā)時間發(fā)生了變化，在沒有水的情況下存活了更長的時間。諾埃爾說:“這向我們表明，也許我們不應該把相思酸看作是一種非活性的降解產(chǎn)物，而應該把它看作一種分子，它有自己的能力像其他植物激素一樣引起變化。”
        

        科學家們進行了一系列的研究指向phaseic酸作為一種植物激素的作用,例如顯示添加phaseic酸正常幼苗引發(fā)許多特定基因的表達變化,特別是基因編碼代謝酶,重疊,也不同于那些由ABA激活。
        

        此外，通過一種叫做x射線晶體學的高分辨率成像技術，研究小組發(fā)現(xiàn)，大豆酸與ABA的受體結合在一起，從而鞏固了ABA的受體不僅僅能感知ABA的證據(jù)。
        

        這項新研究從更廣泛的層面上表明，生物如何利用小的化學物質來產(chǎn)生各種不同的反應，可能隱藏著更多的復雜性。諾埃爾說，進化很可能重新利用了其他所謂的新陳代謝的最終產(chǎn)物。
        

        該研究的第一作者翁京可(Jing-Ke Weng)曾是諾埃爾實驗室的博士后研究員，他在麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)的懷特黑德生物醫(yī)學研究所(Whitehead Institute for Biomedical research)和生物學系內成立了一個獨立的研究小組，將繼續(xù)探索以前不為人知的植物化學物質。翁說:“我們希望發(fā)現(xiàn)并理解激素的復雜性，它們的代謝物以及它們與各種植物受體的共同作用。”
        

        Noel的團隊將研究植物根部荷爾蒙的作用。諾埃爾說，有證據(jù)表明，在干旱、越冬和土壤中的病原體侵襲期間，大豆酸和ABA在將碳從植物的葉子和莖部轉移到根部的過程中發(fā)揮了作用。“了解植物生物學的這一領域為思考我們如何減緩氣候變化提供了新的途徑。”
        
			

			
          
        
			
        
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