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生物學(xué)重大突破：科學(xué)家證實(shí)泛素蛋白酶調(diào)控葉綠體功能
閱讀：630 發(fā)布時(shí)間：2012-11-12生物學(xué)家們有可能挖掘出了操控負(fù)責(zé)光合作用的重要植物細(xì)胞元件——葉綠體功能的潛力。相關(guān)論文“Chloroplast Biogenesis is Regulated by Direct Action of the Ubiquitin-Proteasome System”發(fā)表在11月2日的《科學(xué)》（Science）雜志上。
來自萊斯特大學(xué)生物學(xué)系的研究人員發(fā)現(xiàn)葉綠體受到了泛素蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）的影響。UPS是一種引起細(xì)胞內(nèi)不必要蛋白質(zhì)降解的過程，從前被認(rèn)為只在細(xì)胞的中心區(qū)域（central part）起作用。因此，研究人員認(rèn)為他們或許可以利用特異的蛋白質(zhì)來調(diào)控葉綠體的功能，例如在果實(shí)成熟過程中將其轉(zhuǎn)換成色素含量高（highly-pigmented ）的葉綠體。
新研究確定了植物細(xì)胞核中的一個(gè)基因SP1編碼了一種稱作E3泛素連接酶（E3 ubiquitin ligase）的蛋白，能夠通過UPS過程來調(diào)控葉綠體發(fā)育。
研究小組現(xiàn)正研究在農(nóng)作物（crop plants）中利用SP1基因，例如影響如西紅柿、甜椒和柑橘等果實(shí)的成熟。萊斯特大學(xué)企業(yè)與業(yè)務(wù)發(fā)展辦公室提出了申請(qǐng)以開發(fā)研究的實(shí)際應(yīng)用。
萊斯特大學(xué)生物系教授Paul Jarvis自2000年開始領(lǐng)導(dǎo)這一項(xiàng)目。他表示：“我們的工作表明UPS也在植物細(xì)胞葉綠體中起作用。發(fā)現(xiàn)UPS與葉綠體之間這一從前未被預(yù)料到的是生物學(xué)上的一個(gè)重大突破，有可能實(shí)現(xiàn)在作物中操縱葉綠體功能。做到這一點(diǎn)是令人難以置信的——這是一條漫長(zhǎng)的道路。”
該研究獲得了來自英國(guó)生物技術(shù)與生物科學(xué)研究委員會(huì)（BBSRC）的資金資助。BBSRC執(zhí)行官Douglas Kell教授說：“為了確保我們能夠?yàn)槿找嬖鲩L(zhǎng)的人口可持續(xù)性地提供健康的食品，我們需要尋找一系列的新方法來解決例如提高作物產(chǎn)量和減少食物浪費(fèi)等挑戰(zhàn)。這一研究凸顯了許多途徑其中的一條——科學(xué)的幫助。”
“成熟過程可以快速發(fā)生，然而只經(jīng)過數(shù)日便成熟的水果或蔬菜被認(rèn)為是不能食用的。這一無法避免的過程給農(nóng)民和消費(fèi)者帶了極大的損失。新研究發(fā)現(xiàn)推動(dòng)我們向更大程度地控制成熟邁進(jìn)了一步，從而為農(nóng)民在的條件下供應(yīng)提供了更多的靈活性。”