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

  • 内蒙古阿尔山:避暑胜地引游人

  • 盛夏里的向日葵

独家策划

推荐阅读
2025全球数字经济大会2日在北京开幕。除收录标准的优势外,东壁全球科技文献数据平台还根据中国科技界与教育界的习惯,对所收录期刊进行了学科分类。
2025-07-04 09:55
超材料是一类具有特殊性质的人造材料,而具有热辐射性能的超材料可以把多余的热量“打包”传递到外界,热辐射超材料可广泛应用于零能耗辐射冷却、建筑节能降温、航天热控等诸多重要领域。
2025-07-04 09:53
中国科学院院士、海南大学生物医学工程学院教授骆清铭团队成功绘制出了小鼠三维脑区和立体定位图谱
2025-07-04 09:52
7月4日,神秘的水星将迎来东大距,这是今年第二次水星东大距,观测条件依然不错。
2025-07-04 09:51
科学是生产力的核心要素。
2025-07-04 09:50
钙钛矿太阳能电池因成本低、效率高、易加工等优势备受关注,可应用于光伏发电、车载光伏、光伏建筑等领域。
2025-07-03 09:59
目前,对于10厘米以上大型空间碎片,航天器通常采用主动规避的策略,通过轨道调整,避开可能的碰撞路径。
2025-07-03 09:58
6月26日,中国民航局官网发布公告,提到为切实保障航空运行安全,自2025年6月28日起,禁止旅客携带没有3C标识、3C标识不清晰、被召回型号或批次的充电宝乘坐境内航班。
2025-07-03 09:56
药膳制作师既要懂烹饪,是餐厅的大厨,又要懂中医药理论知识,特别是能够作为食药物质的中药材。
2025-07-03 09:55
运动有助于健康和抗衰老。但究竟是什么让运动有这种奇效呢?我国研究团队历时6年,首次系统解析了人体对急性单次运动与长期规律运动的分子-细胞动态响应谱,揭示肾脏是运动效应的关键应答器官——其内源代谢物甜菜碱作为衰老延缓的核心分子信使,通过靶向抑制天然免疫枢纽激酶TBK1,协同阻遏炎症并缓解多器官衰老进程。
2025-07-03 05:20
近日,四川乐山一小伙感觉身体不适独自乘出租车前往医院就诊,途中开启“超强自救”模式:联系妈妈告知情况、打110报警求助、打120告知医院准备急救。如果长期处于焦虑引起的躯体化障碍状态,患者会反复出现头痛、心慌、呼吸急促、胃肠紊乱、肢体疼痛、睡眠问题等。
2025-07-02 10:06
使用人工智能大模型时,不少人或许都遇到过类似问题:它们有时会捏造细节,甚至“一本正经地胡说八道”。当“喂给”大模型的训练数据包含虚假信息时,它就会产生“幻觉”、给出错误答案。
2025-07-02 10:05
中国国际航空公司所属的国产C909客机平稳降落在蒙古国乌兰巴托成吉思汗国际机场,标志着国航首条C909国际航线正式开通。早8时许,这架C909客机从呼和浩特起飞,经过1个多小时飞行抵达乌兰巴托。
2025-07-02 10:03
农业是国民经济的基础,农业领域形成新质生产力是国民经济形成和发展新质生产力的基础和“底盘”。 农业新质生产力是通过提升劳动者素质、优化劳动资料和创新利用劳动对象,实现全要素生产率的显著提高。
2025-07-02 10:01
团队基于卫星遥感数据构建了1988年至2021年青藏高原30米分辨率人工草地数据集,明确了青藏高原主要的人工草地类型及其时空分布特征,并揭示了青藏高原人工草地的迅速扩张及其驱动机制。
2025-07-02 09:59
屠光绍认为,金融机构在应用人工智能时必须在服务投资人与消费者之间寻求平衡,避免AI鸿沟,坚守金融服务大众的初心。鲍建敏倡导构建产学研深度融合、开放共赢的人工智能金融生态体系,搭建跨机构、跨领域的协同创新平台。
2025-07-01 10:13
6月30日,2025温布尔登网球锦标赛在英国伦敦拉开大幕,引发球迷关注。在草地球场,球的速度更快且弹跳不规则,比赛回合较短,发球就成为球员们的重要“武器”。红土球场并不是天然土壤,而是分层分布着碎砖粉、白色碎石灰石、碎石等。
2025-07-01 10:09
7月1日起,医保定点医药机构在销售药品时,必须按要求扫药品追溯码后方可进行医保基金结算;2026年1月1日起,所有医药机构都要实现药品追溯码全量采集上传。步,进入国家医保局微信公众号主页,点击服务、药品追溯信息查询,进入查询页面;或进入国家医保局微信公众号消息对话页,点击医保服务、药品追溯信息查询,进入查询页面。
2025-07-01 10:09
记者从国家航天局获悉,7月1日,该局发布行星探测工程天问二号探测器在轨获取的地月影像图。(国家航天局供图)  月球全色图,由天问二号探测器的窄视场导航敏感器于2025年5月30日15时拍摄,经辐射校正处理后制作而成。
2025-07-01 10:08
龙芯中科近日正式发布基于国产自主指令集龙架构研发的服务器处理器龙芯3C6000系列芯片、工控领域及移动终端处理器龙芯2K3000/3B6000M芯片以及相关整机和解决方案。
2025-07-01 10:06
加载更多