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植物如何应对压力: 植物通过“标记” RNA分子环境的危害做出反应,他们需要承受的干燥条件, 根据一项新的研究

未来看起来植物有挑战性. 气候变化预计将带来大面积干旱的星球的部分已经与干燥的条件下挣扎. 为了减轻潜在的破坏性影响农业, 研究人员正在寻求战略,以帮助植物抵御极端的环境危害,包括干旱和盐胁迫, 当灌溉水加剧了问题,通过土壤, 可以由植物根部吸收沉积的盐, 降低他们的总体生产率.

一个粘性是看,植物已经进化自然的方式来应对像太多盐胁迫. 在一项新研究中出 细胞报告, 研究人员领导的 宾夕法尼亚大学 生物学家 布赖恩·d. 格雷戈里 和研究生斯蒂芬 J. 安德森已经确定,有可能被操纵,以开发更多的耐盐作物的机制.

他们的工作表明,在RNA分子,将被翻译产生的成绩单微小标记蛋白,起到稳定和保护遗传物质的这些股. 当植物暴露于高盐条件, 的RNA标记Ñ6-甲基腺苷, 或M6一个, 防止编码帮助植物蛋白转录物的破裂更有效地应对挑战的条件.

“这是我们要如何帮助农民,”格雷戈里说:, 在联营生物学教授 艺术与科学学院, 和纸上的资深作者. “我们需要找出办法,我们可以使更多的盐,耐干旱的植物, 和操纵这个途径可能是做这件事。”

布莱恩·格雷戈里
布莱恩·格雷戈里

一个有机体产生任何蛋白质, 它必须首先具有信使RNA的相应链 (基因). 但并不是所有的mRNA变成蛋白质,一些他们到达那个阶段之前被降解. 最近几年, 哺乳动物和植物生物学家一直关注于M6的标记作为在这个过程中玩家通过其中的mRNA针对性要么保持周围或销毁.

“有许多人的兴趣,这标志爆炸,”格雷戈里说:. “这被认为是在表达最丰富的内部修改。”

在哺乳动物, 大部分的研究点至刻度标记的mRNA销毁. 和, 而一些研究表明它可以起到植物中同样的方式, 格雷戈里, 安德森和他的同事希望得到一个更全局视图.

从成熟叶片分析 拟南芥, 研究人员在全球范围确定米6甲在正常植物,以及在那些其中酶,增加了米6一个已经被淘汰, 由此实验消耗他们的标记.

他们发现,这是丰富的转录时,由M标记6甲在正常植物都是处于米低得多的6A-耗尽突变植物, 该商标在保护身分行事的迹象稳定的成绩单.

仔细比较正常和突变植物, 该研究团队发现是m6一个, 当本, 通过防止酶降解,从保护他们的成绩单. 当这个标志失踪, 该转录物切割,随后下降.

“这是一种偶然,”安德森说, “但事实证明,这种不稳定是出现旁边到这些标记应该是,但并没有在实验组的植物。”

斯蒂芬·安德森
斯蒂芬·安德森

下一步是要问,为什么这些植物可能已经进化摆在首位这一机制. 研究者们基于m提示6贴标可能参与了应激反应, 从正常和突变体植物之间的受影响的基因判断. 但, 它考验, 他们长大在高盐土壤中的植物和重复他们的实验.

盐处理, 他们发现, 引起植物贴上更多米6与响应于盐胁迫相关联的上mRNA转录甲马克, 以及干旱胁迫. 换一种说法, 该植物摩拳擦掌自己应对的环境挑战.

“这给植物一个充满活力和真正强大的机制来调节应激反应,”格雷戈里说:. “你可以在这个标志移动到要保持周围的成绩单。”

“还有证据,”安德森说, “那植物可能能够主动地从他们并不需要成绩单删除标记. 我们仍在调查这一机制“。

“这项工作,”卡伦说锥在 美国国家科学基金会, 它资助了这项研究, “提供的信息如何基因组与环境的相互作用的信号令人兴奋的新的认识产生有益的成果为生物. 结果答应开门的生物如何使用基于RNA的机制来维护他们需要在不断变化的环境中,面对生存的鲁棒性和适应性未来发现, 这一发现是美国国家科学基金会的一个直接相关 10 大思路, 感悟人生的规则: 预测表型.”

在另外的后续实验, 格雷戈里的实验室将研究植物其他紧张的情况下这个标志的参与, 就像当它们受到从像细菌或真菌生物的损害. 格雷戈里和他的同事还计划攻读植物物种农业具有重要意义的实验, 如黄豆.

进一步的研究还可以帮助他们通过植物重视这个标志的转录机制在零, 帮助在工程设备的策略,可以更好地抵御艰难的条件下由干旱所带来的发展.

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