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      發(fā)現(xiàn)增加了提高植物中鐵含量的機會
      
			
      
				2019-11-26 10:23:58
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      根據(jù)達特茅斯學院的一項新研究，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個控制植物中鐵吸收的基因。
      

      全世界有超過20億人患有鐵缺乏癥，這一發(fā)現(xiàn)可能成為提高水稻，小麥和木薯等農(nóng)作物鐵含量的關鍵，這些作物構成了世界一半以上人口的主要飲食。
      

      發(fā)現(xiàn)增加了提高植物中鐵含量的機會
      

      該基因發(fā)出信號，指示植物何時應通過觸發(fā)包括數(shù)百個其他基因的遺傳途徑來允許鐵的運輸。
      

      這項研究發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上，是達特茅斯團隊數(shù)十年來有關植物中鐵運輸和儲存的一系列研究項目中的最新成果。當前的研究詳述了該基因在植物中的鑒定，并首次描述了該基因如何調(diào)節(jié)鐵的吸收。
      

      達特茅斯(Dartmouth)生物科學教授，該項目的高級研究員瑪麗(Mary Lou Guerinot)說：“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了世界上最重要的營養(yǎng)途徑之一中的關鍵調(diào)節(jié)劑。” “如果我們現(xiàn)在能弄清楚如何優(yōu)化途徑，我們就能養(yǎng)活數(shù)十億缺鐵者，這是一個巨大的問題，尤其是對于全世界的婦女和兒童而言。”
      

      新發(fā)現(xiàn)的基因稱為IRT1上游調(diào)節(jié)劑(URI)，控制何時應在植物根部表達基因以開始吸收鐵。根據(jù)研究小組的說法，URI控制著多達1500個其他基因，包括那些與鐵無關的基因。
      

      研究小組發(fā)現(xiàn)URI 蛋白始終存在于植物中。蛋白質的不斷存在給理解蛋白質如何調(diào)節(jié)鐵充足狀態(tài)以調(diào)節(jié)自身并避免對元素的有毒過度暴露提出了另一項挑戰(zhàn)。
      

      “我們的研究發(fā)現(xiàn)URI蛋白的豐度不會因鐵的條件而改變，”達特茅斯的研究科學家，論文的第一作者Sun A Kim說。“面對發(fā)現(xiàn)蛋白質始終存在的發(fā)現(xiàn)，我們繼續(xù)研究了URI蛋白是否響應鐵的有效性而被修飾以改變其活性。”
      

      研究人員發(fā)現(xiàn)，在鐵缺乏的條件下，URI蛋白與磷酸分子結合并激活一系列遺傳事件以打開鐵吸收系統(tǒng)。這種磷酸化過程是細胞用來調(diào)節(jié)蛋白質功能和傳遞信號的常見機制。
      

      URI還控制一種蛋白質，該蛋白質在鐵充足的條件下會阻止鐵通過植物根部的運輸。
      

      “我們不僅找到了URI，而且還發(fā)現(xiàn)了URI蛋白結合的DNA區(qū)域，從而表達了鐵攝取途徑。URI是一種轉錄因子，人們對其進行了修飾，以知道何時結合并開啟其他基因， ”金說。
      

      植物依靠鐵來進行光合作用和生長。但是鐵具有很高的反應性和毒性，因此元素的吸收和儲存受到嚴格控制。結果是植物趨于過度調(diào)節(jié)鐵。
      

      該研究小組現(xiàn)在專注于開發(fā)帶有調(diào)節(jié)器的設備，該調(diào)節(jié)器可以長時間保持“接通”位置。該小組的目標是使植物吸收足夠的鐵，從而使人類的植物消費者受益。
      

      Guerinot說：“世界上許多主要飲食中的食物都不像紅肉那樣是鐵的良好來源。這項研究發(fā)現(xiàn)可以為尚未攝取鐵的人提供鐵。”
      

      該團隊過去的研究旨在確定控制植物中鐵的運輸和存儲的機制，導致作物中積累了更多的鐵。當前的研究是在擬南芥植物模型上進行的，為植物如何調(diào)節(jié)鐵的吸收增加了至關重要的部分。
      
			

			
        
      
			
      
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