科学:达尔文的植物放弃了他们的“蓝色”秘密

 作者:蔡剥镐     |      日期:2017-09-02 05:10:09
苏珊·卡茨·米勒(Susan KATZ MILLER)在1881年出版的查尔斯达尔文的“植物运动的力量”一书中,他描述了他进行的一项实验,其中植物因蓝光而弯曲一个多世纪后,两位分子生物学家终于找到了一种基因,他们认为这种基因可以编码蓝光光感受器分子植物光响应器响应红光 - 蛋白质称为植物色素 - 最早在20世纪50年代被发现但是,在植物中寻找对蓝光有反应的分子已经证明更为艰巨现在,宾夕法尼亚大学的Margaret Ahmad和Anthony Cashmore报告他们已经使用分子遗传学来找到可能是第一个已知的蓝光受体的例子(Nature,11月11日,第162页)达尔文的实验表明,蓝光会影响“向光性”科学家后来了解到,蓝光影响其他反应,如抑制茎生长和开放叶片上的毛孔 Ahmad和Cashmore在拟南芥(拟南芥)中寻找蓝色光受体基因,拟南芥是一种受遗传学家欢迎的植物,因为它基因组简单,生长快,体积小 “我们可以在一个小房间里筛选成千上万的这些幼苗,”Cashmore说 “如果我正在研究玉米,我需要新泽西州的一半”研究人员使用了一种突变植物,其茎生长不受蓝光的抑制,因此在蓝光下比正常植物长得更高该突变体是一种转基因植物,其标记有由细菌引入的一段已知DNA,其天然感染植物并将其自身的基因序列插入其宿主中通过捕获标记位点旁边的DNA序列,研究人员确定了一个等位基因或基因的版本,这似乎是蓝光敏感性丧失的原因他们通过鉴定在其他几种突变植物中存在的同一基因中的不同突变来支持他们的发现,这些突变植物在蓝光下也比平均水平高但他们无法确定他们发现的基因是否为光感受器蛋白编码它可以编码负责合成与光感受器蛋白结合的光吸收分子的蛋白质,或者用于传递来自感光器的信号的一些其他蛋白质 “我们希望它是光感受器,”Cashmore说,“但我们知道我们必须接受它可能是其他东西的可能性”艾哈迈德和Cashmore对该基因进行了测序,发现它与该基因具有“惊人的”相似性细菌中的一类酶,只有在被蓝光刺激时才能催化受损DNA的修复这些酶是一类促进细胞氧化的黄素蛋白 - 称为光解酶,植物研究人员曾推测植物中的蓝光受体可能是一种黄素蛋白受体的化学成分与细菌酶的相似性使得Cashmore“几乎完全相信”他们发现了一种蓝色光感受器,但他承认“这将很难证明”研究人员还认为植物和细菌基因之间的相似性引发了有趣的进化问题研究蓝光向光性的植物生物化学家华盛顿卡内基研究所的温斯洛比格斯表示,这项新研究“非常优雅” “现在,他们只有基因序列,