研究表明基因如何帮助植物在压力时期控制蛋白质的产生

Federica Brandizzi的实验室正在展示一种基因如何在压力时期帮助植物调节蛋白质的产生。该研究发表在美国国家科学院院刊上。

蛋白质是植物的命脉。这些分子有许多形状和大小，并做很多事情来保持植物健康。例如，一些人从根部带水，滋养叶子。其他人制造杀虫剂来杀死害虫。在危险情况下，甚至有蛋白质像报警系统一样工作。

扩展的iconendoplasmic reticulum(ER)是产生保持植物生长的三分之一蛋白质的中心。

它还必须备用于紧急情况。比如，毛毛虫开始吃叶子。然后该植物要求ER增加防御蛋白的数量。

这些特殊的生产需求可以压倒ER，ER仍然需要继续其常规生产。增加的压力可导致有缺陷的蛋白质，这可能损害甚至杀死植物细胞。

为了应对压力，植物依赖于报警信号系统，称为扩展图标折叠蛋白反应(UPR)。UPR保护细胞免受有缺陷的蛋白质的影响，并指示ER产生健康的蛋白质。

我们仍然不太了解普遍定期审议如何在植物中发挥作用。但了解它可能是培育具有增强的抗逆性的植物的关键。结果：提高了产量。

“我们确定了一种叫做NPR1的基因，它可以减少普遍定期审议的活动，”Ya-Shiuan Lai说。Ya-Shiuan是细胞与分子生物学项目的主要合着者和研究生。

当科学家们将阻断基因从实验室植物中取出时，普遍定期审议更加活跃。植物对压力更具抵抗力。

“我们认为植物在压力情况下始终保持活跃的UPR是有害的。它消耗了大量的能量，”Ya-Shiuan补充道。“这就是为什么植物使用这些'负面'监管机构，正如我们所说的那样，以维持适当的能源平衡。”

“根据植物细胞内化学物质的混合，基因产物会改变其结构，”Ya-Shiuan补充道。

“在压力期间，基因会变成更简单的结构，进入细胞核。在那里，它与负责打开UPR的DNA相互作用因子相互作用。”

科学家们仍然在争论基因是如何阻断普遍定期审议的。“该基因是否只是阻止系统工作?还是它与它融合，创造了一个不活跃的大型复合体?”

同一基因扮演不同的角色，也有助于植物抵御有害细菌。“在这种情况下，它不起阻挡作用。相反，它支持制造抗细菌的化合物，”Ya-Shiuan说。

不知何故，该基因的工作似乎并没有在“压力”和细菌防御系统之间流血。它可以将其活动限制在它正在使用的系统中。

一个原因可能是植物面临着不同的压力，需要通过单独的防御系统来处理。它有助于系统进行交互，从而使植物在整体上得到良好的保护。

“我很感谢Brandizzi博士的支持。在长期的出版过程中，她帮助我保持了信心，”Ya-Shiuan说。“MSU-DOE植物研究实验室的团队合作文化非常有用.He博士的实验室致力于植物细菌防御。他们帮助我解释数据和研究进展。”

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