发现增加了提高植物中铁含量的机会

根据达特茅斯学院的一项新研究，研究人员发现了一个控制植物中铁吸收的基因。

全世界有超过20亿人患有铁缺乏症，这一发现可能成为提高水稻，小麦和木薯等农作物铁含量的关键，这些作物构成了世界一半以上人口的主要饮食。

该基因发出信号，指示植物何时应通过触发包括数百个其他基因的遗传途径来允许铁的运输。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，是达特茅斯团队数十年来有关植物中铁运输和储存的一系列研究项目中的最新成果。当前的研究详述了该基因在植物中的鉴定，并首次描述了该基因如何调节铁的吸收。

达特茅斯(Dartmouth)生物科学教授，该项目的高级研究员玛丽(Mary Lou Guerinot)说：“我们已经发现了世界上最重要的营养途径之一中的关键调节剂。” “如果我们现在能弄清楚如何优化途径，我们就能养活数十亿缺铁者，这是一个巨大的问题，尤其是对于全世界的妇女和儿童而言。”

新发现的基因称为IRT1上游调节剂(URI)，控制何时应在植物根部表达基因以开始吸收铁。根据研究小组的说法，URI控制着多达1500个其他基因，包括那些与铁无关的基因。

研究小组发现URI 蛋白始终存在于植物中。蛋白质的不断存在给理解蛋白质如何调节铁充足状态以调节自身并避免对元素的有毒过度暴露提出了另一项挑战。

“我们的研究发现URI蛋白的丰度不会因铁的条件而改变，”达特茅斯的研究科学家，论文的第一作者Sun A Kim说。“面对发现蛋白质始终存在的发现，我们继续研究了URI蛋白是否响应铁的有效性而被修饰以改变其活性。”

研究人员发现，在铁缺乏的条件下，URI蛋白与磷酸分子结合并激活一系列遗传事件以打开铁吸收系统。这种磷酸化过程是细胞用来调节蛋白质功能和传递信号的常见机制。

URI还控制一种蛋白质，该蛋白质在铁充足的条件下会阻止铁通过植物根部的运输。

“我们不仅找到了URI，而且还发现了URI蛋白结合的DNA区域，从而表达了铁摄取途径。URI是一种转录因子，人们对其进行了修饰，以知道何时结合并开启其他基因， ”金说。

植物依靠铁来进行光合作用和生长。但是铁具有很高的反应性和毒性，因此元素的吸收和储存受到严格控制。结果是植物趋于过度调节铁。

该研究小组现在专注于开发带有调节器的设备，该调节器可以长时间保持“接通”位置。该小组的目标是使植物吸收足够的铁，从而使人类的植物消费者受益。

Guerinot说：“世界上许多主要饮食中的食物都不像红肉那样是铁的良好来源。这项研究发现可以为尚未摄取铁的人提供铁。”

该团队过去的研究旨在确定控制植物中铁的运输和存储的机制，导致作物中积累了更多的铁。当前的研究是在拟南芥植物模型上进行的，为植物如何调节铁的吸收增加了至关重要的部分。

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