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显示古老蛋白质控制植物生长

加州大学洛杉矶分校领导的国际生命科学家团队报告了发现调节植物生长的机制,这可以为哺乳动物生物钟如何影响人类健康提供新的见解。该研究将于10月21日发表在“ 科学 ”杂志上。在过去的二十年中,生物学家已经了解到,被称为隐花色素的古代光感受器蛋白决定了人类,动物和植物对光的反应方式,以及它们的生物钟。这些隐花​​色素还指导鸟类和蝴蝶的迁徙,使它们能够长途跋涉。

显示古老蛋白质控制植物生长

在这项新的研究中,来自加州大学洛杉矶分校,日本,韩国和中国的科学家报告了一组蛋白质,他们称之为蓝光抑制剂的隐花色素 - BICs,它们抑制了研究人员在小芥菜植物拟南芥中分析的所有九种隐花色素的功能。

加州大学洛杉矶分校的分子生物学教授,研究密码学25年的资深作者Chentao Lin认为BIC可能在人类生物钟,鸟类和其他动物中都有对应物,尽管在植物以外的生物中尚未发现。

当科学家们移除了隐花色素但保留了BIC时,拟南芥的生长速度至少是这些隐花色素存在时的两倍,并且开花时间较晚。当科学家们从拟南芥中取出BIC但保留了隐花色素时,这些植物的生长比正常情况略短。当他们添加更多的BIC时,植物长得更高并且后来开花 - 这与他们去除隐花色素时发生的结果相同。因此,研究人员得出结论,BIC抑制了隐花色素。

Cryptochromes于1993年在植物中被发现,然后在昆虫,鸟类,珊瑚和人类中发现。隐花素在感知光和睡眠周期中起着与其他生物钟蛋白一起的作用。林说,它们还使珊瑚礁珊瑚能够感知月光,让它们在满月后每个春天产卵一周。研究人员后来了解到,隐花色素在疾病中发挥了作用,包括糖尿病,双相情感障碍和癌症。当科学家们去除了隐花色素或时钟基因时,老鼠就患上了糖尿病和其他疾病。

隐花素在黑暗中保持不活跃,但一旦它们吸收光子 - 光粒子就会变得活跃。Lin说,它们被认为是从一种古老的DNA修复酶进化而来的,尽管它们不再修复DNA。

阳光包含全光谱,包括蓝光,红光,绿光和黄光。我们一起将它们视为白光,但不同颜色的光可以通过棱镜分开。研究人员将拟南芥暴露在蓝光下。(对于光合作用,植物只需要蓝光和红光,这就解释了为什么植物光感受器只吸收蓝光和红光,这就是大多数植物看起来是绿色的原因。)

1995年,当他担任博士后学者时,林发现了与隐色素相关的小分子,吸收了蓝色光子。自从1996年加入分子,细胞和发育生物学系以来,林和加州大学洛杉矶分校的学生和他的实验室的研究人员已经对隐花色素进行了许多发现,从而得出了新发现。

科学家们仍然不了解隐花色素如何在人体中发挥作用的许多细节,包括它们在癌症中的作用。林说,未来关于隐花素如何在不同生物体中表现的研究可以更全面地了解各种生物现象,例如植物如何控制它们的开花时间,鸟类和蝴蝶如何引导它们的季节性迁移以及哺乳动物生物钟如何影响人类健康。

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