生物傳感器可以識別和量化一種鮮為人知的植物激素類的活性

獨腳金內(nèi)酯是一類重要且多樣的植物激素?，F(xiàn)在，由沙特阿拉伯國王阿卜杜拉科技大學(xué)(KAUST)副教授Salim Al-Babili和杜塞爾多夫大學(xué)的Matias Zurbriggen教授領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊開發(fā)了一種獨腳金內(nèi)酯傳感器，可以通過遺傳編碼到植物細(xì)胞中來幫助我們了解植物發(fā)育。

獨腳金內(nèi)酯可調(diào)節(jié)植物內(nèi)的發(fā)育，促進(jìn)與其他生物(如寄生蟲和共生真菌)的交流。然而，關(guān)于這些激素如何起作用知之甚少，因為很少有工具來研究它們。

根據(jù)Al-Babili的說法，“獨腳金內(nèi)酯不穩(wěn)定，濃度非常低，這使得這些激素難以研究。”我們不知道不同獨腳金內(nèi)酯的功能或它們?nèi)绾我l(fā)反應(yīng)。已知的是當(dāng)獨腳金內(nèi)酯與稱為D14的受體蛋白結(jié)合形成復(fù)合物時，在植物細(xì)胞中感知獨腳金內(nèi)酯。

這種結(jié)合將另一種蛋白質(zhì)募集到復(fù)合物SMXL中，然后降解，激活下游反應(yīng)。該團(tuán)隊利用這種退化過程來開發(fā)他們的創(chuàng)新傳感器。

新的獨腳金內(nèi)酯傳感器 - 經(jīng)過基因編碼，可以在活細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生 - 包含一種SMXL，與一種黃色發(fā)光酶，熒光素酶偶聯(lián)，來自螢火蟲。當(dāng)SMXL降解時，熒光素酶也會降解，導(dǎo)致黃色發(fā)光減少。

為了能夠量化獨腳金內(nèi)酯的作用，傳感器還采用了來自海堇的綠色熒光素酶，這是一種與水母和珊瑚有關(guān)的動物。綠色熒光素酶以與SMXL相同的量產(chǎn)生，但不直接與其連接，因此當(dāng)存在獨腳金內(nèi)酯時不會降解。兩種顏色的發(fā)光的比率給出了獨腳金內(nèi)酯活性水平的非常精確的測量。

研究小組測試了他們的生物傳感器的功能，靈敏度和特異性，他們已經(jīng)用它來證明一種形式的獨腳金內(nèi)酯，稱為2'R形式，在植物中比替代的2'L形式更活躍。

由于其模塊化結(jié)構(gòu)，新工具可以輕松修改 - 例如通過合并不同的SMXL-來研究獨腳金內(nèi)酯信號傳導(dǎo)的其他方面。

Al-Babili認(rèn)為傳感器的應(yīng)用不僅包括獨腳金內(nèi)酯信號傳導(dǎo)，還包括獨腳金內(nèi)酯合成和植物中復(fù)雜的相關(guān)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。了解這些網(wǎng)絡(luò)可能有助于未來對植物發(fā)育的操縱，包括他說，“優(yōu)化作物結(jié)構(gòu)，養(yǎng)分吸收和生長性能。所獲得的知識對于打擊依賴獨腳金內(nèi)酯鑒定宿主的破壞性寄生雜草也非常有用。”

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