点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:这种“永葆青春”的方式可能有严重副作用
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

这种“永葆青春”的方式可能有严重副作用

来源:科技日报2021-10-20 09:31

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  ◎栗 子

  有些寄生物能把宿主变成“僵尸”,使其任它摆布。比如一种名叫偏侧蛇虫草菌的真菌,可以寄生在蚂蚁体内。被感染的蚂蚁会走出原本生活的蚁穴,爬上附近的植物,咬住一片叶子的叶脉。从此,蚂蚁便留在了那里,而它所在的高度刚好有适合真菌生长的温度和湿度。

  如果说失去自我的“僵尸”动物余生只能做寄生物的奴隶,那失去自我的“僵尸”植物是否也很难有更好的结局?最近发表在《细胞》杂志的一项研究告诉我们,有种“僵尸”植物获得了“长生不老”的能力。

  是什么让它活得更久

  有一类寄生在植物体内的细菌叫做植原体。我们熟悉的不少作物都会因为植原体而生病,如洋葱、芹菜、胡萝卜等。这是因为植物被植原体入侵后,原本的生长发育节奏会遭到篡改,一种常见的症状便是枝叶生得异常浓密,从一个点长出许多枝条,好像“女巫的扫帚”一样。

  这样的现象也被称为丛枝病,会严重影响作物的产量。英国约翰·英尼斯中心的科学家很想知道,植原体到底对植物做了什么,才让它们如“僵尸暴走”般疯长枝叶。

  很多时候,寄生物靠自身分泌的物质来操控宿主。于是,科学家开始调查植原体分泌的物质,具体来说,是翠菊黄化丛枝植原体菌株分泌的蛋白质。此前,其他研究团队曾给这个菌株做过DNA测序,并找到了56种分泌蛋白,把植物变成“僵尸”的凶手可能就在里面。这次,科学家的研究对象便是其中一种蛋白,名为SAP05。

  研究者用这种蛋白去“感染”了一种名为拟南芥的植物,观察它会不会长成“女巫的扫帚”,或是出现其他异常。他们“感染”植物的手段非常独特:把SAP05的基因插入植物的染色体里,它就能制造SAP05了。

  结果发现,拥有SAP05蛋白的植物不需要细菌寄生,就能篡改自己的生长发育节奏,成长为“女巫的扫帚”。除此之外,在其他同类慢慢成熟、衰老的时候,基因改造过的植物还在不断长出更多的幼态叶。与同伴相比,它大概称得上“永葆青春”了。但维持在幼年形态的植物虽然活得更久,却不能像同伴一样进行生殖活动,这或许就是不变老的代价。

  科学家表示,基因编辑过的拟南芥和真正被植原体寄生的拟南芥,形态十分接近。因此他们相信,植原体寄生植物时,就是靠SAP05这种蛋白把它们变成“僵尸”。

  对植原体来说,如此操控植物有什么好处?作为细菌,植原体的传播需要媒介:通常是昆虫吸食植物汁液时,顺便把植原体送进植物体内。若植物寿命变长,能接纳更多的昆虫前来用餐,植原体也可乘着“交通工具”,前往更多的植物体内寄生,实现更广泛的传播。

  看来,篡改植物生长发育节奏的确对植原体有利。不过,它分泌的SAP05蛋白究竟是怎么做到这一点的?

  蛋白质“垃圾分类”

  一种蛋白质要发挥作用,总得与其他分子结合。而被SAP05蛋白结合的物质,很可能和植物的生长发育密切相关。

  科学家发现,植物体内的两种物质——SPL转录因子和GATA转录因子,都是SAP05“绑架”的对象,也都是植物生长发育中不可缺少的角色。其中,SPL转录因子帮助植物从幼年期转向成年期,从营养期转向生殖期;而GATA转录因子主要负责调节光合作用、叶片发育和花器官发育。

  这两种物质一旦被SAP05蛋白“抓住”就危险了。SAP05主要的工作地点在植物韧皮部的筛管细胞,那是负责向生长中的植物组织输送营养的细胞,里面还有一套回收系统在清理无用的垃圾蛋白。SPL转录因子和GATA转录因子原本不是垃圾蛋白,但被SAP05结合后,系统会将它们识别为垃圾蛋白并降解掉。也就是说,SAP05是借植物自身的机制,除掉了对植物有用的物质。

  从此,植物的生长发育开始紊乱:保持着幼年的特征却按时开花,开出的花又无生殖能力,最终长成“女巫的扫帚”。这是两类转录因子同时被破坏的结果。假如只破坏SPL转录因子或者只破坏GATA转录因子,植物都不会彻底患上丛枝病。

  同时,研究者还发现,垃圾回收系统清理了不该清理的两类蛋白,不仅仅是因为这两类蛋白被“绑架”,而是连负责清理工作的蛋白酶体也被“绑架”,才执行了错误的任务。

  昆虫会变“僵尸”吗

  身为垃圾回收工具的蛋白酶体之所以遭到“绑架”,是因为它有个亚基被SAP05蛋白结合了。研究团队因此想到,传播植原体的昆虫叶蝉体内也有这个亚基的同源物。那昆虫会不会也被细菌分泌出的SAP05蛋白变成“僵尸”?

  但实验结果显示,SAP05并没有结合昆虫的蛋白酶体。虽然有同源物,但两个氨基酸的微小差别,保护了昆虫的蛋白酶体。

  发现这个差别之后,科学家又有了新的想法:用基因编辑把植物的这两个氨基酸改成和昆虫一样,植物不也能抵抗SAP05的伤害了吗?实验证明他们想的没错,经过基因编辑后,那些被垃圾回收系统错误处理的蛋白,又重新获得了生存空间,被降解掉的比先前少了。

  虽然“氨基酸修改版”的植物在被植原体寄生后,明显比野生型的同伴更短命,且依然不能生育,团队还是从中看到了阻止植物变“僵尸”的希望。(据《环球科学》)

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2025中医医院传承创新发展大会在北京开幕

  • “玉见文明:良渚文化特展”亮相上海

独家策划

推荐阅读
新华社北京12月12日电 由中央网信办主办的2025中国正能量网络精品征集展播活动12日启动。
2025-12-12 13:08
记者11日从中国科学院微小卫星创新研究院(以下简称“卫星创新院”)获悉,轻舟货运飞船初样件已完成多项关键技术验证,进入整体测试阶段。
2025-12-12 09:55
近日,中国石油大庆古龙陆相页岩油国家级示范区年产量突破100万吨,实现页岩油规模化效益开采。
2025-12-12 09:50
2026年1月1日起,我国将禁止生产含汞体温计和含汞血压计。
2025-12-12 09:48
11日,中国科学院紫金山天文台“银河画卷”(MWISP)巡天计划(以下简称“巡天计划”)正式向全球公开首批毫米波分子谱线观测数据。
2025-12-12 09:47
截至12月9日24时,哈密—重庆±800千伏特高压直流输电工程(以下简称“疆电入渝”工程)自今年6月10日投运以来,累计外送电量已达101.2亿千瓦时。
2025-12-12 09:45
加快培育壮大数据产业,以区域协同数智化发展带动数据产业集群、数字产业集群做大做强。以兼顾标准互认、质量保障和安全可信的制度体系,护航数据产品服务流通交易、变现增值。数字经济具有数据资源依赖度高、技术知识人才密集、高融合渗透性及行业覆盖面广等特点。
2025-12-11 10:16
光明日报西宁12月10日电 记者万玛加、王雯静日前从国网青海省电力公司获悉,青海电力交易中心与北京电力交易中心、吉林电力交易中心“三网”联动,共同达成跨省跨区中长期外送电力交易,交易电量自12月8日起执行至31日止,累计交易电量1876万千瓦时。
2025-12-11 10:15
2020年12月,科技部在苏州高新区等13家国家高新区启动首批试点,探索实施“创新积分制”,对企业创新能力进行量化评价,引导金融机构精准支持科技创新。联动实施“创新积分制”和科技创新专项担保计划,累计向21家银行推荐超过17万家科技型中小企业,签订贷款合同超2900亿元……
2025-12-11 10:15
2025年12月10日12时03分,中科宇航力箭一号遥十一运载火箭在东风商业航天创新试验区发射,将9颗卫星精准送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。此次发射的卫星中,阿联酋813卫星是由上海微小卫星工程中心承研的高光谱地球观测卫星,搭载高光谱相机、全色相机及大气偏振校正仪等主载荷。
2025-12-11 10:05
12月9日,记者从中国科协获悉,中国科协生命科学学会联合体(以下简称“联合体”)发布了2025年度“中国生命科学十大进展”,6个知识创新类和4个技术创新类项目成果入选。
2025-12-11 10:02
“向精准要价值”,是一场从技术导向到需求导向的深刻转型。
2025-12-10 14:00
近十几年来,罗二仓团队聚焦采用环保工质,如氦气、氩气、氮气等绿色工质的热声斯特林技术,研发具有广阔应用前景的新一代热泵技术。
2025-12-10 09:39
中国科学院生物物理研究所徐涛院士课题组与纪伟研究员课题组研制出三维干涉定位显微镜(ROSE-3D),首次在单分子定位成像领域,实现了基于相机的纳米尺度三维各向同性分辨率。
2025-12-10 09:38
“细胞壁是质膜外具有一定硬度和弹性的细胞结构,广泛存在于植物、细菌和真菌中。随着研究逐渐深入,团队发现,在植物茎顶端干细胞区域,细胞壁的主要成分果胶呈现独特的“二元分布”模式。
2025-12-10 09:37
指令长张陆时隔两年半再度漫步太空,航天员武飞成为我国目前执行出舱任务最年轻的航天员。
2025-12-10 09:35
我国首个国家级陆相页岩油示范区——新疆吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区9日完成年度170万吨原油生产任务,这一成果标志着国家级示范工程建设任务全面完成。
2025-12-10 09:34
一些不法商家钻监管漏洞,推出所谓“智驾神器”规避车辆安全监控,不仅严重威胁道路交通安全,更触碰了法律红线,扰乱了新能源汽车产业的健康发展秩序。
2025-12-09 10:11
一项新研究揭示了这些天体表面下可能发生的活动,为了解其多样地质特征的形成机制提供了线索。相关研究成果近日发表于《自然-天文学》。
2025-12-09 10:02
实验结果显示,将化合物注射给抑郁模型小鼠后,仅1小时便可观察到显著的抗抑郁效果,且无明显副作用。
2025-12-09 10:01
加载更多