叶绿体玩捉迷藏

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100 多年前,植物学家首次在显微镜下观察到一个有趣的现象:当您用光照射叶子时,细胞内的叶绿体开始移动。它们寻找弱光区域,并通过隐藏在细胞壁附近来避开强烈的灼热光。现在,来自日本的研究人员已经揭示了这种行为背后的部分分子机制。

在上周五的《科学》杂志上,他们描述了一个简单的测试,他们用这个测试筛选了超过 100,000 株芥菜植物,每株植物的 DNA 中都有一个突变。他们取了一片叶子,用一块带狭缝的黑色板覆盖它,并打开了一盏强灯。在那些能够进行正常光反应的植物中,光照区域的叶绿体移动到侧面,使叶子的部分看起来苍白。但是,在负责运动的分子之一有缺陷的植物中,叶绿体仍然停留在原地。十片叶子完全保持绿色,在其中四片叶子中,科学家们将这种反应的缺乏追溯到一个名为NPL1的基因突变。

NPL1编码的蛋白质与向光素非常相似,向光素是一种植物光感受器,可以感知弱蓝光并使叶子转向它(这种行为称为“向光性”)。另一方面,NPL1似乎检测到强烈的蓝光:具有该受体的正常植物的叶绿体避开了处于强烈蓝光下的细胞部分,但来自具有缺陷NPL1的植物的叶绿体实际上进入了这些区域,无法检测到光。目前尚不清楚的是,信号如何从位于质膜中的光感受器传递到细胞内的叶绿体。很可能涉及到其他几个分子。

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