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「植物多知」关于植bob.com物的科学

发布时间:2023-03-04 点击量:902

  bob.com冬天到了,花草树木枯萎凋零,雾霾笼罩着枯枝落叶,热爱植物的你是不是很桑心呢?

  最近外面好冷啊~根本不想出门,但又好想接触大自然,学习自然知识,你可否有过这样的感觉?

  没关系,你可以尽管窝在被窝里。bob.com拿起爪机,打开微信,bob.com进入“方圆草木”公众号,关注我们推送的植物学知识,这样就可以和大自然亲密接触了。

  今天我们来换个口味,我们一改往日推送植物分类学知识的风格,为您带来了最前沿的植物分子生物学知识(实际就是因为换了一位小编)。二十一世纪是生命科学的世纪,二十一世纪生命科学的主要研究方向是分子生物学。紧跟生物学发展前沿有利于对大自然的深入了解,而且对于高中的同学来说,还可以起到巩固课内知识的作用哦,特别是参加自招的同学,面试时拽上一两句绝对是高逼格呢!

  当你看着身边的植物生根,发芽,破土而出,长成萌萌哒小幼苗时,欣喜之余有没有想过其中的分子生物学机制是什么呢?

  土壤中萌发的植物幼苗处于黑暗环境,需克服土壤机械压力向上生长出土。机械压力激活植物合成气体激素乙烯调控其在土壤中的生长发育。乙烯强烈抑制幼苗子叶打开,并使得幼苗在顶端形成弯钩,保护顶端分生组织免受机械损伤,bob.com促进幼苗顺利出土。当幼苗到达土壤表面破土而出时,环境发生剧烈变化,幼苗从黑暗迅速转入强光照射,且顶端不再承受土壤机械压力。幼苗子叶快速打开扩展,合成叶绿素,实现光合自养。但出土幼苗如何快速调整其形态发育适应环境剧变的分子机理尚未清楚。

  2016年12月5日,国际顶级学术期刊Cell子刊《Developmental Cell》以封面文章发表了北京大学蛋白质与植物基因研究国家重点实验室钟上威和邓兴旺课题组合作完成的原创研究成果,题目为“The Red Light Receptor Phytochrome B Directly Enhances Substrate-E3 Ligase Interactions to Attenuate Ethylene Responses”。杂志同期发表了国际著名植物学家Jose M. Alonso教授撰写的评述文章和亮点推荐。该研究发现出土幼苗快速调整其形态发育转变的分子机理,揭示了出土前后环境因子直接调控植物内源激素信号通路的关键蛋白质作用机制。

  哇,这可是封面文章呀,很棒哟。通常,学术期刊编辑会选择已接收论文中最优秀的几篇,给予成为封面的机会,作为highlight的最高形式。

  细胞质中有一种能吸收红光的蛋白质叫光敏色素B(phyB),它具有两种可以互相转化的状态状态Pr与Pfr分别称为红光吸收型和远红光吸收型(Pr中的r是red light的意思,fr就是far red light的意思)。Pr(红光吸收型)吸收红光后转化为Pfr(远红光吸收型),Pfr为有活性的形式,就是图中的这个

  细胞质中有一种能吸收红光的蛋白质叫光敏色素B(phyB),它具有两种可以互相转化的状态状态Pr与Pfr分别称为红光吸收型和远红光吸收型(Pr中的r是red light的意思,fr就是far red light的意思)。Pr(红光吸收型)吸收红光后转化为Pfr(远红光吸收型),Pfr为有活性的形式,就是图中的这个

  EBF1/2是两个泛素化识别蛋白。说到这里,我有必要普及一下泛素化过程:

  简言之泛素系统就是把一个不想要的辣鸡蛋白质打上一个标签(连上一个泛素),凡是有这个标签的蛋白质都被降解掉。就像我们生活中处理垃圾一样。E1(泛素活化酶)、E2(泛素载体酶)、E3(泛素连接酶)一起为要降解的蛋白质打上标签(过程如下图所示)

  通俗讲,E1同学把泛素标签撕下来准备好;E2同学从E1同学手中接过标签一路小跑送到E3同学手中;E3同学把标签贴在辣鸡蛋白上。

  到底要降解什么蛋白呢?换句话问:题目中“substrate”这里要降解的辣鸡蛋白是EIN3。EIN3是乙烯响应通路的重要的蛋白,而乙烯通路又是暗形态发生的重要部分。

  植物在有光照和黑暗时又两种生长状态。种子刚刚在土里萌发,没有光,就启动“暗形态发生”模式.暗形态发生通俗地说也叫黄化,比如家里的大蒜长芽,见光会长成绿色的蒜苗,遮光会长成黄色的蒜黄;长成蒜黄就是一种“暗形态发生”,长成蒜苗就属于“光形态发生”。

  有了EIN3蛋白,植物就会处于“暗形态发生”模式,小幼苗破土而出见光就要切换模式,切换模式的方式就是降解EIN3!

  还要补充说明的一点就是EBF1/2实际上无论有光没光都会与EIN3相互作用,只是相对较弱写,但由于有光时phyB-Pfr的“添油加醋”,EBF1/2对EIN3的作用更强烈,EBF1/2更加疯狂地给EIN3打上“辣鸡蛋白”的标签,使绝大部分EIN3都送到蛋白酶体处降解。

  阳光从窗口照进来,唤醒了细胞质中熟睡的phyB-Pr,phyB-Pr洗漱打扮一番变了模样,进入了工作状态——见光后phyB-Pr感受到红光转换成有活性的phyB-Pfr形式

  该研究揭示了环境因子光直接调控植物内源激素信号通路的分子机理,为研究植物怎样适应环境变化这一基本生物学问题建立新颖分子模型。同时,该研究大大加深了我们对出土幼苗形态发育转变的认识,bob.com为农业生产上怎样提高农作物出土存活效率提供必要理论基础。

  文中具体介绍了研究过程,bob.com实验方法。从中我们可以学习到研究者严谨的科学精神。研究者多次巧妙地运用了对照和控制变量的思想,并且利用多种技术验证同一个结论。作者的研究方法之巧妙,研究思想之经典,研究态度之严谨都是值得我们认真学习的!

  所以当你每次在物理化学生物填空题中填上“控制变量”和“对照”时,不妨深刻体会一下其中的含义(考试时还是赶快做题别瞎体会了)。无论是过去技术不发达时代的科学家,还是当今乃至未来高科技时代的科学家,科学思想都是科学研究的必要条件!