優(yōu)選答案
植物不像人類,它們沒有眼睛、耳朵或鼻子之類的面部感官特征。但這并不妨礙它們演化出觀察、聽、或嗅到周圍潛在威脅的方法。植物的感知過程是復雜又神秘的,近期,一項關(guān)于植物蛋白相互作用的新研究,為科學人士提供了新的見解。

不像哺乳動物那樣長出感受器官,植物是利用位于細胞外膜的蛋白質(zhì)來探測周圍的化學物質(zhì)、病原體蛋白、或是其它有機體釋放出的激素。這些探測的結(jié)果將向植物體內(nèi)的細胞發(fā)送警告信號。這項研究發(fā)表在了《自然》雜志上,它的研究重點是一種對該探測過程至關(guān)重要的膜蛋白:LRR類受體蛋白激酶。

有上百種LRR類受體蛋白激酶可以促進植物的發(fā)育、生長和免疫過程,以及植物應對不同壓力時的反應能力,而我們對于這些蛋白質(zhì)如何進行相互作用的理解卻非常有限,但是這個由國際團隊領(lǐng)導的新研究已經(jīng)描繪出了200種蛋白質(zhì)相互作用的圖譜。

“這是一項具有開創(chuàng)性的研究,它朝著發(fā)現(xiàn)這些蛋白質(zhì)之間的第一層相互作用更進了一步?!毖芯咳藛T之一,來自阿拉巴馬大學伯明翰分校的生物學助理教授Shahid Mukhtar說道,“對植物蛋白之間相互作用的理解,有助于日后其他科研人員研究如何增強植物應對病原體或炎熱、干旱、鹽分、冷休克等其它壓力時的抵抗力。同時,這項研究也為全世界科學家未來的研究方向提供了一個路標?!?/p>
研究人員通過克隆LRR類受體蛋白激酶的胞外區(qū)域(即感知細胞外部分子的部分)生成了該圖譜。然后對它們進行配對測試,看它們是否會發(fā)生相互作用。他們將信息添加到蛋白質(zhì)網(wǎng)絡中,該網(wǎng)絡顯示了是哪一些關(guān)鍵的蛋白質(zhì)充當了感官蛋白相互作用的“主節(jié)點”,同時也揭示了一些以前未知、而如今發(fā)現(xiàn)可能是植物感官通路關(guān)鍵的LRR類受體蛋白激酶。
研究人員通過對一些在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡中沒有突出的關(guān)鍵性蛋白質(zhì)的植物進行基因水平上的研究,證實了他們的發(fā)現(xiàn)。這些植物的發(fā)育和免疫系統(tǒng)都已損壞,這也更強調(diào)了研究人員此前已堅定出的那些感官識別蛋白的重要性。
這項對植物系統(tǒng)的新研究,可以幫助我們在基因工程中培育出更具有活力的植物,甚至是培育出可以被軍方用作遠程傳感器的新型植物。此外,因為人類的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與LRR類受體蛋白激酶類似,在植物的生物學機制上的新研究成果,也能對某些人類疾病的進一步研究提供幫助。