研究揭示了植物绿化所必需的难以捉摸的过程

尽管植物在地球上的生命是多么重要，但人们对植物细胞的部分如何协调生长和绿化知之甚少。通过创建突变植物，加州大学河滨分校的研究人员已经发现了科学家数十年来寻求的细胞通讯途径。

植物和人类都有专门的光敏蛋白。在人类中，这些蛋白质存在于视网膜中，让我们可以看到。在植物中，它们被称为植物色素，主要存在于细胞核中，作为细胞活动的主要控制因子。

当光照射到细胞核中的植物色素时，光合作用将二氧化碳转化为糖并促进植物生长。然后核必须向称为质体的子器官发送命令，将其自身转化为叶绿体，叶绿体生产绿色色素叶绿素。

“细胞核就像是细胞的联邦政府，而一个称为质体的子器官更像是国家，”UCR的细胞生物学副教授孟晨说，他的实验室是世界上少数专注于光敏色素的实验室之一。通信。“直到现在，我们还不知道细胞核是如何向质体发送'转绿'命令，告诉它们激活它们的光合作用基因。”

今天发表在Nature Communications杂志上的两篇新论文详细介绍了陈的团队得出答案的方式。

从历史上看，部分挑战是确定25,000个核基因中的哪一个负责调节细胞的绿化过程。为了找到监管机构，陈和他的团队推断，相同的基因不仅要控制植物绿化，还要控制其他过程，如高度。

“我们寻找的调节器将控制质量，高度和颜色，”陈说。

他们采用了一种小型开花植物，其化学创造的植物即使暴露在光线下也无法制造叶绿体。接下来，他们寻找白化病和高大的突变体。幸运的是，Chen的团队发现他们创造了一些具有两种品质的突变体。

将野生植物DNA与突变的植物DNA进行比较，使团队能够确定两个负责调节绿化的基因。

研究报告的共同作者，YCR分子生物学家，两篇论文的第一作者Chan Yul Yoo说：“没有这些基因的植物不能对光响应，变成高大的白化幼苗。”

了解叶绿体发育的主要控制可能对提高作物产量和帮助植物应对气候变化的新技术产生深远影响。但这一发现的好处并不仅限于植物。Chen的实验室由美国国立卫生研究院资助，因为这项工作对癌症研究有影响。

线粒体是植物和动物细胞的发电机，它们在癌症中起作用，因为它们参与程序性细胞死亡。细胞核和线粒体之间的通讯类似于植物细胞核和叶绿体之间的通讯。

“揭示植物中的核 - 叶绿体通讯途径可以为人类细胞中的基因表达及其在癌症中的错误调节提供新的见解，”陈说。

研究小组的其他成员包括UCR的Elise Pasoreck，He Wang和Gregor Blaha以及Emily Yang，Fay-Wei Li，Kathleen Pryer，以及杜克大学生物系的孙太平，Jun Cao和Detlef Weigel马克斯普朗克发育生物学研究所，杜克大学医学中心生物化学系刘江新和裴周。

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