Nature聚焦植物的“眼睛”
日期：2014-05-07 09:05:28
大多數的植物總是設法讓自己向著太陽。來自哥德堡大學的科學家們與芬蘭的同事們合作，了解了植物細胞中的光敏蛋白在發現光線時所做出的改變。研究結果發表在4月30日的《自然》（Nature）雜志上。
相關的蛋白家族被稱作為“光敏色素”家族，這些蛋白存在于所有植物的葉子中。它們檢測到光線的存在會告知細胞所處的是白天還是黑夜，植物是在蔭涼處或是在太陽下。
哥德堡大學化學與分子生物學系Sebastian Westenhoff說：“你可以將它們視作是植物的‘眼睛’。我們的研究揭示了這些眼睛在分子水平上的作用機制。”
光照下分子發生變化
大多數的植物都會設法避開陰暗，趨光生長，這使得它們能夠通過光合作用來消耗更多的二氧化碳。稱作為“光敏色素”的蛋白控制了這一過程。通過光輻射植物中的光敏色素發生改變，將一些信號傳遞給細胞。
像大多數的蛋白質一樣，光敏色素具有一個三維分子結構。光敏色素吸收光線，蛋白的結構發生改變。
由于從細菌中能夠獲得從事研究所需的充足材料，在這篇新文章中，科學家們研究了細菌光敏蛋白所發生的這種結構改變。
“我們已經知道發生了某些形式的結構改變，隨后一些光信號被轉遞給細胞。但我們并不知道這一結構是如何發生改變的，這就是我們所揭示的方面。結果表明，幾乎整個分子被重建，”Sebastian Westenhoff說。
更高效的作物
這一研究發現增進了我們對于光敏色素作用機制的了解。這有可能反過來促成一些新的策略，開發出能夠在少光的地方生長的、更為高效的作物。
“蛋白質是生命的工廠和機器，當它們執行特定任務時它們的結構會發生改變。目前，要確定這些改變通常來說是不可能的。但我相信我們可以利用類似的實驗來確定光敏色素以及其他蛋白許多重要的結構改變，”Sebastian Westenhoff說。
新的檢測方法
Sebastian Westenhoff開發的一種新檢測方法使得這一研究變為可能。這種方法是基于利用激光來引發結構的改變。隨后利用X-射線來成像這些結構變化。
這一項目起源于2年前芬蘭于韋斯屈萊大學科學家Janne Ihalainen制定的一個方案。“他問我們是否能夠利用我的方法來研究光敏色素，近期他也開始啟動了對光敏色素的研究，”Sebastian Westenhoff說。
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