Science：mRNA，跨物种的沟通语言

弗吉尼亚理工大学的科学家发现了一种潜在的新的植物沟通形式，其使得它们彼此之间共享了惊人数量的遗传信息。这一研究发现为我们打开了一个新科学领域的大门，从分子水平上来探索植物彼此的沟通机制。它还为科学家们提供了一些关于对抗寄生杂草的方法的新认识。

　　

生物通报道  吉尼亚理工大学的科学家发现了一种潜在的新的植物沟通形式，其使得它们彼此之间共享了惊人数量的遗传信息。

由弗吉尼亚理工大学农业和生命科学学院植物病理学、生理学及杂草科学教授Jim Westwood获得的这一研究发现，为我们打开了一个新科学领域的大门，从分子水平上来探索植物彼此的沟通机制。它还为科学家们提供了一些关于对抗寄生杂草的方法的新认识。在世界上一些最为贫困的地区杂草给粮食作物造成了严重的破坏。

他的研究结果发表在8月15日的《科学》（Science）杂志上。

Westwood说：“发现生物体之间这种新的沟通形式，表明所发生的事情远比人们以往认识到的要多得多。现在，我们发现它们共享了这一切的信息，下一个问题是‘它们到底告诉了彼此什么？’”

Westwood检测了一种寄生植物菟丝子（dodder）与两种宿主植物拟南芥和番茄之间的关系。为了能够从宿主植物出吸取水分和养分，菟丝子利用吸根（haustorium）来穿透植物。以往Westwood曾突破性发现了在这种寄生性的相互作用过程中，两个物种之间有RNA传送。
 
他的新研究工作扩大了这种交换的范围，检测了mRNA。mRNA在细胞内传送信息告诉细胞应该采取什么行动，例如编码什么蛋白。过去人们认为mRNA很脆弱和短寿，在物种之间传递它是不可想象的。

Westwood却发现在这种寄生联系过程中，两种植物之间交换了成千上万的mRNA分子，在物种之间建立了这种开放的对话，使得它们能够自由地沟通。

通过这种交换，这些寄生植物有可能向宿主植物下达了指令应该做什么，例如降低它的防御使得寄生植物更容易攻击它。Westwood下一个项目的目标是要阐明这些mRNA的含义。

利用这一新发现的信息，现在科学家们可以调查其他的生物例如细菌和真菌是否也以相同的方式交换了信息。他的研究发现有可能帮助解决粮食短缺问题。

英国谢菲尔德大学教授Julie Scholes 说：“独脚金和列当(broomrape)一类的寄生植物是豆类和其他作物面临的严重问题，在非洲以及别处一些最贫困的地区就是靠这些作物为生。除阐明了宿主-寄生植物之间的通讯，Westwood的研究发现对于设计出以破坏寄生植物利用来重编程宿主的mRNA信息为基础的一些新控制策略具有重要的意义。”

Westwood说，不仅他的研究发现吸引人，其应用将会同样有意思。

Westwood 说：“这一研究发现的美妙之处在于表明了，这种mRNA有可能是寄生植物的弱点。围绕着这一新信息具有如此多潜在的意义，这真是令人感到兴奋。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Genomic-scale exchange of mRNA between a parasitic plant and its hosts

Movement of RNAs between cells of a single plant is well documented, but cross-species RNA transfer is largely unexplored. Cuscuta pentagona (dodder) is a parasitic plant that forms symplastic connections with its hosts and takes up host messenger RNAs (mRNAs). We sequenced transcriptomes of Cuscuta growing on Arabidopsis and tomato hosts to characterize mRNA transfer between species and found that mRNAs move in high numbers and in a bidirectional manner. The mobile transcripts represented thousands of different genes, and nearly half the expressed transcriptome of Arabidopsis was identified in Cuscuta. These findings demonstrate that parasitic plants can exchange large proportions of their transcriptomes with hosts, providing potential mechanisms for RNA-based interactions between species and horizontal gene transfer.