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(fù)雜又神秘的 ， 近期 ， 一項(xiàng)關(guān)于植物蛋白相互作用的新研究 ， 為科學(xué)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(xì)胞外膜的蛋白質(zhì)來探測周圍的化學(xué)物質(zhì)、病原體蛋白、或是其它有機(jī)體釋放出的激素 。 這些探測的結(jié)果將向植物體內(nèi)的細(xì)胞發(fā)送警告信號 。 這項(xiàng)研究發(fā)表在了《自然》雜志上 ， 它的研究重點(diǎn)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(jìn)植物的發(fā)育、生長和免疫過程 ， 以及植物應(yīng)對不同壓力時(shí)的反應(yīng)能力 ， 而我們對于這些蛋白質(zhì)如何進(jìn)行相互作用的理解卻非常有限 ， 但是這個由國際團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)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(xiàng)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(jìn)了一步 。 ”研究人員之一 ， 來自阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的生物學(xué)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(qiáng)植物應(yīng)對病原體或炎熱、干旱、鹽分、冷休克等其它壓力時(shí)的抵抗力 。 同時(shí) ， 這項(xiàng)研究也為全世界科學(xué)家未來的研究方向提供了一個路標(biāo) 。 ”
有趣的相互作用
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(xì)胞外部分子的部分）生成了該圖譜 。 然后對它們進(jìn)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(luò)中 ， 該網(wǎng)絡(luò)顯示了是哪一些關(guān)鍵的蛋白質(zhì)充當(dāng)了感官蛋白相互作用的“主節(jié)點(diǎn)” ， 同時(shí)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(luò)中沒有突出的關(guān)鍵性蛋白質(zhì)的植物進(jìn)行基因水平上的研究 ， 證實(shí)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(qiáng)調(diào)了研究人員此前已堅(jiān)定出的那些感官識別蛋白的重要性 。
【植物是怎么感知我們的世界的？用蛋白質(zhì)】這項(xiàng)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(yuǎn)程傳感器的新型植物 。 此外 ， 因?yàn)槿祟惖牡鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)與LRR類受體蛋白激酶類似 ， 在植物的生物學(xué)機(jī)制上的新研究成果 ， 也能對某些人類疾病的進(jìn)一步研究提供幫助 。
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