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      科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了兩種與植物發(fā)育相關(guān)的新蛋白質(zhì)
      
			
      
				2019-06-21 09:28:10
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      德克薩斯A&M農(nóng)業(yè)生命研究所的研究人員表示，兩種新蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)可以為調(diào)節(jié)植物結(jié)構(gòu)和抵抗干旱等作物脅迫的能力提供更好的方法，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。
      

      科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了兩種與植物發(fā)育相關(guān)的新蛋白質(zhì)
      

      這兩種蛋白質(zhì)名為RICE1和RICE2，在eLife雜志的5月刊中有所描述，它基于大學(xué)站AgriLife研究生物化學(xué)家張秀仁博士的著作。
      

      Zhang解釋說，DNA包含構(gòu)建身體所需的所有信息，而RNA分子將這些信息傳遞給可以使用它們的細(xì)胞中的位點(diǎn)。
      

      但是細(xì)胞會產(chǎn)生自己的RNA，它們只需要這么多，以便正確發(fā)育并對環(huán)境做出良好反應(yīng)。因此，植物會產(chǎn)生一種更小的分子，稱為microRNA或miRNA，可以去除額外的RNA并阻止其產(chǎn)生蛋白質(zhì)。該過程稱為RNA沉默。
      

      理解沉默很重要，因?yàn)檠芯咳藛T可以通過調(diào)整RNA的量來利用該技術(shù)幫助植物克服生長障礙或處理不利環(huán)境的能力。
      

      “RNA沉默的一個關(guān)鍵因素是稱為RISC(RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物)的多組分復(fù)合物，其中含有microRNA和稱為AGO的酶，”Zhang說。“MicroRNA起初就像雙胞胎，可以這么說，但是當(dāng)AGO蛋白質(zhì)進(jìn)入時，其中一只雙胞胎會離開并消失。”
      

      一旦microRNA識別出其RNA靶標(biāo)進(jìn)行沉默，AGO就會將RNA切割成兩片，稱為5-prime和3-prime裂解片段。
      

      “這些片段基本上是RNA分子的起始和終止部分。但是，兩個產(chǎn)生的片段必須迅速清除，因此RISC可以轉(zhuǎn)移到下一個目標(biāo)，”他說。
      

      “這就像在高峰時間在餐館吃飯，”張解釋道。“你吃得很快，然后離開。然后，服務(wù)員將餐桌清理干凈并重置，以便為下一位客人服務(wù)。”
      

      他說，研究人員已經(jīng)知道如何去除3-prime裂解片段，但不清楚如何處理5-prime裂解片段。
      

      “已知的是，5-prime裂解片段標(biāo)有一種叫做尿苷的化學(xué)物質(zhì)，”張說。“不知何故，尿苷告訴持有miRNA的RISC，這個片段需要被破壞。”
      

      使用蛋白質(zhì)組學(xué)分析，一種強(qiáng)大的生化方法，Zhang及其同事破譯了擬南芥中一種RISC的成分，擬南芥是一種常用于研究的模型植物。他們在那里發(fā)現(xiàn)了RICE或RISC-Interacting Clearing Exoribonuclease蛋白質(zhì)。
      

      對RICE蛋白質(zhì)的生化特征的進(jìn)一步研究表明它們是降解RNA的酶。利用晶體學(xué)，大學(xué)站AgriLife研究生物化學(xué)家李平偉博士發(fā)現(xiàn)，RICE1具有六個相同分子的環(huán)狀形狀。
      

      “這種環(huán)形結(jié)構(gòu)非常重要，因?yàn)槿绻h(huán)形被破壞，蛋白質(zhì)就無法存活，”李說。這將導(dǎo)致工廠發(fā)展過程中出現(xiàn)問題。
      

      然后，Zhang及其同事分析了RICE1的形狀，并確定了其“活性”區(qū)域，該區(qū)域負(fù)責(zé)降解隱藏在兩個RICE分子相鄰位點(diǎn)上的RNA片段。
      

      “當(dāng)這些活性區(qū)域被阻斷時，microRNA水平很低，但用尿苷標(biāo)記的5-prime裂解片段很高，”他說。“此外，RISC復(fù)合體無法正常工作，從而導(dǎo)致植物生長和發(fā)育過程中出現(xiàn)問題。”
      

      這些結(jié)果表明RICE蛋白質(zhì)降解用尿苷修飾的5-prime裂解片段以保持RISC存活。
      

      張說，大米蛋白在植物和動物中是相似的，因此人類的對應(yīng)物很可能與植物蛋白具有相似的作用，因此對人體的發(fā)育非常重要。
      

      張說，接下來的挑戰(zhàn)將是探索RICE蛋白如何更詳細(xì)地發(fā)揮作用，這可能會導(dǎo)致新的方法來操縱RISC的功效和microRNA的水平來改變生物體結(jié)構(gòu)并改善生物技術(shù)應(yīng)用中的脅迫耐受性。
      
			

			
        
      
			
      
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