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生物科学:同归于尽的信号传导刹车机制
2014-06-09 16:59:14
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化工资讯网整理编辑:外部信号的强度可以被南芥这种植物通过特定机制进行减弱,拟南芥是较为常用的一种模式生物。目前,这项研究发表在6月6日的Science杂志上。
信号减弱机制相当于是汽车上装的刹车,可以避免加速失控带来的灾难性后果。研究显示,拟南芥幼苗从黑暗环境转到阳光下时,会引发一个“快速而广泛”的基因表达重置,进而长成我们常见的绿色幼苗。这一过程需要一个限制性的机制,帮助细胞重新稳定以达到新的平衡。研究人员发现,这种机制位于细胞核中,而且与加速机制直接相连。
阳光等外部条件触发的细胞信号传导,允许生物适应当前的环境条件。在需要做出应答的时候,机体会激活一系列的化学信号。通常这种信号一开始是很强的,一段时间之后会受到限制,信号减弱甚至完全被关闭。这样的限制机制是非常关键的,但迄今未知人们对它们的了解还很有限,科学家们大多更关注一开始的激活过程。
对于拟南芥而言,阳光诱导的信号传导过程包括,一个活化的感光分子(光敏色素)结合到转录因子PIF上。这种结合会摧毁PIF,关闭它的目标基因。然而研究人员发现,光敏色素在使PIF摧毁的同时,也判下了自己的死刑,这一指令被立即执行导致信号强度减弱。
“理解植物对光的应答动态,解析其背后的分子机制,有助于我们对作物进行基因工程改造,使其能够更好的适应环境波动,”文章的共同作者,卡内基的王志勇教授说。
研究人员用形容冷战超级大国之间核威慑的相互确保摧毁MAD(mutually assured destruction)来形容这种信号减弱机制。自然界以这种机制为关键性的功能进行保驾护航,它也会为人们提供广泛的启示(从农业到癌症研究)。
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