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研究人员发现植物中氧化还原调节的进化起源

在数百万年的高等生命形式的发展过程中,发展中始终存在重大而相对突然的飞跃。因此,生物体开发了新技能并征服了其他栖息地。在这个过程中,他们部分地从他们的前身有机体中采用了这些能力:例如,植物的质体,光合作用发生的地方,最初是自主的单细胞生物。

研究人员发现植物中氧化还原调节的进化起源

蓝细菌向这种细胞器的发育转化 - 内共生,为植物细胞提供了光合作用的能力,从而提供了从太阳光产生能量的能力。显然,同样重要的植物和高等生物的共同特征也得到了发展:基尔大学(CAU)通用微生物研究所和以色列魏茨曼科学研究所的国际研究小组发现了氧化还原法规的证据。在植物代谢中起源于两个连续的质体内共生事件。由基尔卓越集群“未来海洋”资助的工作成果最近由国际研究团队在“自然植物”杂志上发表。

质体的发展在植物的进化中具有根本重要性。从全球的角度来看,质体也促进了所谓的初级生产,从而为地球上的所有生命提供了氧气和营养基础。在某种程度上,细胞通过光合作用为新获得的能量生产优势付出了进化代价。它必须对高反应性和潜在有害的副产物 - 自由基的形成作出反应。有趣的是,细胞已经进化出了感知自由基水平的能力,并利用这种信息通过一种独特的控制机制 - 氧化还原调节来调节其代谢活动。由于氧气特别倾向于产生自由基分子,因此氧化还原调节因地球过去的氧气可用性更高而变得重要 - 一段时间,这与多细胞生命形式的基本发展跨越有关。为了研究氧化还原调节的进化起源,基尔大学基因组微生物学工作组的研究员ChristianWöhle博士将硅藻三角褐指藻的氧化还原调节蛋白网络与其他各种门的生物体进行了比较。作为一种进化上非常简单的生命形式,硅藻已经具有更高度发达的生物的特征;像植物一样,它能够进行光合作用。通过这种方式,该模型生物可以得出更高级的植物和动物的结论基尔大学基因组微生物学工作组的研究助理将硅藻三角褐指藻的氧化还原调节蛋白网络与其他各种门的生物体进行了比较。作为一种进化上非常简单的生命形式,硅藻已经具有更高度发达的生物的特征;像植物一样,它能够进行光合作用。通过这种方式,该模型生物可以得出更高级的植物和动物的结论基尔大学基因组微生物学工作组的研究助理将硅藻三角褐指藻的氧化还原调节蛋白网络与其他各种门的生物体进行了比较。作为一种进化上非常简单的生命形式,硅藻已经具有更高度发达的生物的特征;像植物一样,它能够进行光合作用。通过这种方式,该模型生物可以得出更高级的植物和动物的结论要绘制的生命形式。

基尔的研究人员与他们的国际同事一起认识到,高生物体氧化还原调节的发展与多阶段质体内共生过程相吻合。与不同前体生物的蛋白质序列的比较表明,在硅藻的前体中,在第一质体被吸收的同时,氧化还原调节蛋白的发生突然增加。氧化还原敏感蛋白质如果与自由基接触则会改变其生化特性。以这种方式,它们允许生物体根据不断变化的环境条件调节其新陈代谢。“我们能够观察到蛋白质,

硅藻获得氧化还原调节能力的机制在于遗传信息从随后获得的质体转变到接受生物的基因组中。科学家们发现,参与氧化还原调节的基因中有一半以上来自单细胞生物,在这种情况下是蓝细菌。这一观察结果支持了研究团队的理论,即细胞通过内共生基因转移进行氧化还原调节的能力,从而为高等植物的发育奠定了基础。“我们的研究结果可以深入了解生命对光合能量产生的进化适应性以及由此产生的扩展调节植物细胞的机制。它们帮助我们更好地了解不同生物对其生活条件的长期变化的反应,“总结了基尔大学基因组微生物学工作组负责人,基尔进化中心成员Tal Dagan教授的总结。 (KEC)。

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