植物遺傳學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)通過纖維素、半纖維素和木質(zhì)素這三種聚合物的合成來控制細(xì)胞壁增厚的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。這可能有助于控制聚合物的聚合過程，并提高生物燃料生產(chǎn)的效率。
美國馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的SamHazen和加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校的SiobhanBrady等植物遺傳學(xué)家發(fā)現(xiàn)了通過纖維素、半纖維素和木質(zhì)素這三種聚合物的合成來控制細(xì)胞壁增厚的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
他們說，最嚴(yán)格的聚合物?木質(zhì)素，是從用于制造生物燃料的植物中提取糖的“一個(gè)主要障礙”。他們的研究進(jìn)展被認(rèn)為是“理解復(fù)雜的、完整的植物調(diào)控機(jī)理的基礎(chǔ)”以及指導(dǎo)后續(xù)研究人員操縱聚合物形成工藝的“地圖”，以提高生物燃料生產(chǎn)的效率。
這三種關(guān)鍵聚合物，存在于植物的木質(zhì)部組織中，它們?yōu)橹参锾峁C(jī)械強(qiáng)度和傳輸水分的防水細(xì)胞。Hazen、Brady和同事們以擬南芥作為研究對象，探索大量相互連接的轉(zhuǎn)錄因子如何調(diào)控木質(zhì)部和細(xì)胞壁增厚。
一則特邀評論指出了該發(fā)現(xiàn)的重要性：“了解這些生物聚合物的相對比例在植物組織中是如何控制的，將是重新設(shè)計(jì)植物（生產(chǎn)生物燃料）的機(jī)遇。”Hazen、Brady和同事們發(fā)現(xiàn)了大量新的調(diào)節(jié)器，并對木質(zhì)部細(xì)胞分化發(fā)育的調(diào)控進(jìn)行深入地研究。
具體而言，就是使用系統(tǒng)的方法來確定蛋白質(zhì)-DNA相互作用，他們篩選出超過460個(gè)表現(xiàn)在根木質(zhì)部的轉(zhuǎn)錄因子，探討其結(jié)合約50個(gè)已知的參與產(chǎn)生細(xì)胞壁成分的基因啟動(dòng)子的能力。Hazen說：“這揭示了一個(gè)高度互聯(lián)的超過240個(gè)基因、600多個(gè)蛋白質(zhì)-DNA相互作用的前所未知的網(wǎng)絡(luò)。”
他們還發(fā)現(xiàn)，在木質(zhì)部調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)細(xì)胞壁基因受平均五個(gè)不同的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，這些因子來自35個(gè)不同的調(diào)控蛋白家族。此外，許多轉(zhuǎn)錄因子形成數(shù)量驚人的前饋回路，共同調(diào)控靶基因。
換句話說，大多數(shù)蛋白中，包括了細(xì)胞周期調(diào)控、直接分化綁定的纖維素基因調(diào)控和其他轉(zhuǎn)錄調(diào)控等功能，而不是像制作纖維素一樣，由一系列通斷開關(guān)導(dǎo)致一個(gè)最終的動(dòng)作。這為植物提供了很多可能的組合方式，以應(yīng)對和適應(yīng)環(huán)境壓力，例如鹽堿化或干旱。
盡管這項(xiàng)研究可以識(shí)別交互節(jié)點(diǎn)，但是使用的技術(shù)不能準(zhǔn)確地確定什么類型的前饋回路存在于木質(zhì)部的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中。然而，這為未來的研究工作提供了一個(gè)框架，使得研究人員可以操縱這個(gè)網(wǎng)絡(luò)并改變能源作物的結(jié)構(gòu)，以生產(chǎn)生物燃料。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/613352.html
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