图片说明：植物光反应过程非常复杂，包括多种蛋白的参与。

（图片来源：Zina Deretsky, National Science Foundation）

 

科学网2007年11月27日消息：植物利用光进行生长被很多人视为理所当然的事，实际上我们对于其中的机制所知并不多。美国科学家进行的一项最新研究，揭示了参与植物光反应蛋白的特殊生成机制。这一发现大大提高了人们对于植物光反应调节机制的认识。相关论文11月23日发表于《科学》（Science）杂志上。

 

此次研究由美国国家科学基金会（NSF）资助，领导者是美国鲍依斯·汤普森植物研究所（Boyce Thompson Institute for Plant Research）的Haiyang Wang。研究人员利用拟南芥（Arabidopsis）作为实验对象，发现拟南芥在未暴露于光之前，就为光反应作了准备。这种准备包括产生一对紧密相关的蛋白——FHY3和FAR1，这两种蛋白的产生会提升另一对蛋白（FHY1和FHL）的含量。之前的研究已经确定，FHY1和FHL是植物光反应的关键参与蛋白。

 

Wang说，植物这种为光反应储存蛋白的行为，就好比是旅行者在夜晚为汽车加满油，以方便在天一亮就踏上旅程。

 

虽然之前的研究已大致确定了植物光反应的步骤，不过FHY3和FAR1调节光反应机制的发现为科学家理解这一过程提供了新的视角。

 

此外，研究人员还发现FHY3和FAR1蛋白与光敏色素A之间存在一个负反馈环（negative feedback loop），即细胞核中积聚的光敏色素A越多，产生的FHY3 /和FAR1蛋白就越少，这样输入细胞核的光敏色素A就越少。Wang说：“这一反馈环就像是一个内置的刹车，限制了光反应的流动。”

 

研究人员还发现，FHY3 和 FAR1蛋白与某些酶之间存在相似性，这些酶是由跳跃基因（jumping genes）产生的。研究人员认为，这表明，FHY3和FAR1蛋白可能是由跳跃基因进化来的。如果确实如此，那么可能正是这一重要的进化过程帮助开花植物在地球上生存下来。