植物固定DNA與動物不同
在哺乳動物細(xì)胞中,轉(zhuǎn)錄因子p53最有助于生物體的健康生長。植物中的等同物是Gamma反應(yīng)抑制因子1(SOG1),這是一個與p53沒有共同進(jìn)化祖先的因子。雖然對p53進(jìn)行了詳盡的研究,但對SOG1的了解卻少得多。由奈良科學(xué)技術(shù)研究所(NAIST)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究報告在植物雜志上報道了SOG1的靶基因和負(fù)責(zé)其與啟動子結(jié)合的關(guān)鍵DNA序列。此外,它表明SOG1具有免疫功能,與p53不同。
在哺乳動物細(xì)胞中,DNA損傷導(dǎo)致許多分子事件,最終磷酸化和激活p53。許多相同的事件也會使SOG1磷酸化并激活,盡管分子完全不同,Masaaki Umeda教授和負(fù)責(zé)該研究的助理教授Naoki Takahashi指出。
“SOG1在DNA損傷反應(yīng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,就像p53在動物身上所做的那樣。磷酸化是兩者激活所必需的。但SOG1和p53的氨基酸序列沒有相似性,我們不知道SOG1的靶基因,”作者寫道。
梅田一直在使用擬南芥(一種受歡迎的實驗室模型)來研究植物細(xì)胞分裂。在這項新研究中,他的科學(xué)家表明,在擬南芥中,SOG1僅被磷酸化,因此在DNA損傷后被激活。然后磷酸化的SOG1與許多基因的啟動子結(jié)合,其中許多基因負(fù)責(zé)DNA修復(fù)和細(xì)胞分裂。然而,雖然SOG1和p53都靶向DNA修復(fù)基因,但SOG1對通過同源重組進(jìn)行修復(fù)的基因表現(xiàn)出更高的親和力。另外的研究表明,靶啟動子中的特定回文DNA序列對SOG1結(jié)合至關(guān)重要。
“考慮到SOG1和p53調(diào)節(jié)不同組的DNA修復(fù)相關(guān)基因,植物和動物很可能具有激活DNA修復(fù)途徑的獨特趨勢,”梅田說。
有趣的是,雖然大多數(shù)SOG1靶基因參與DNA修復(fù)和細(xì)胞周期控制,但是一個重要的子集對病原體入侵有反應(yīng),這與p53不同,但只有當(dāng)病原體是真菌而不是細(xì)菌時。研究人員表示,為什么SOG1靶向僅引發(fā)真菌感染的免疫應(yīng)答的基因,即使無論病原體發(fā)生DNA損傷都是一個值得進(jìn)一步研究的開放性問題。
梅田認(rèn)為,了解SOG1基因靶標(biāo)和SOG1免疫功能可以通過調(diào)節(jié)DNA損傷信號傳導(dǎo)來實現(xiàn)更好的耕作。
“環(huán)境因素可以導(dǎo)致DNA損傷,從而激活SOG1。如果我們能夠控制這種激活,我們就可以控制農(nóng)產(chǎn)品的生長,”梅田說。
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