Science:首次发现植物的ATP受体

【字体: 时间:2014年01月20日 来源:生物通

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  现在,密苏里大学的研究人员首次在植物中发现了,与细胞外ATP结合的受体DORN1。他们相信,在植物应对危险条件的通路中,该受体是一个关键的组分,可以帮助植物应对害虫侵袭、环境改变和物理创伤。文章于一月十七日发表在Science杂志上。

  

生物通报道:对于动物和人类来说,三磷酸腺苷ATP是细胞内的主要能量源,这种重要的高能分子负责为各种生命过程提供动力。细胞外的ATP,能通过与其结合的膜受体诱导多种细胞应答,参与肌肉控制、神经传递、炎症和发育。

尽管植物与动物的一些细胞应答很类似,但此前人们并未发现与动物ATP信号受体类似的植物受体。而事实上,细胞外ATP对于植物的生长、发育和应激反应也非常关键。

现在,密苏里大学的研究人员首次在植物中发现了,与细胞外ATP结合的受体DORN1。他们相信,在植物应对危险条件的通路中,该受体是一个关键的组分,可以帮助植物应对害虫侵袭、环境改变和物理创伤。文章于一月十七日发表在Science杂志上。

“植物没有眼耳口鼻,只能通过化学信号来确定是否出现了虫害,或者发生了不利的环境改变。我们的证据显示,当ATP在细胞外的时候,可以作为核心信号,控制植物对各种压力条件的应答能力,”密苏里大学的Gary Stacey教授说。

为了在植物中鉴定ATP 受体,Stacey与其同事花费两年时间,对50,000种植物进行了筛选。他们分离到了关键性的基因,并由此找到了有助于植物发育和进行修复的重要ATP 受体。

研究显示,ATP诱导的钙响应、MAPK激活(促分裂原活化蛋白激酶)和基因表达都需要DORN1ATP紧密结合。研究人员还发现,DORN1的异位表达能够增强植物对物理创伤的应答。文章总结道,DORN1是植物感知细胞外ATP所必需的受体,它对于植物的抗逆性非常重要。

“在植物受到创伤时,ATP被释放到伤口处诱导相关基因表达,从而对伤口进行修复,”Stacey说。“研究显示,ATP是这类创伤应答的核心,它不仅能帮助植物正常发育,还有助于植物对环境改变和害虫侵袭进行应答。我们相信在这一发现的基础上,人们能够鉴定植物抵御严酷环境条件的天然保护通路,例如物理创伤和害虫等等。”

这项研究有望帮助研究者们,开发更为有效的除草剂、肥料和驱虫剂。下一步,Stacey等人将会进一步解析DORN1的结构,以及它与ATP的作用机制。

 

(生物通编辑:叶予)

生物通推荐原文:

Identification of a Plant Receptor for Extracellular ATP

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