植物根部和動(dòng)物胚胎依賴(lài)相同的化學(xué)物質(zhì)才能成功發(fā)育

北卡羅來(lái)納州達(dá)勒姆——蛙卵與抗衰老面霜有什么共同之處?它們的成功取決于一組稱(chēng)為類(lèi)視色素的化合物，它們能夠生成和再生組織。

一項(xiàng)針對(duì)植物的新研究表明，類(lèi)視色素的組織生成能力也與根的適當(dāng)發(fā)育有關(guān)。

如果你曾經(jīng)種過(guò)蘿卜種子，你就會(huì)知道它做的第一件事就是長(zhǎng)出一根長(zhǎng)長(zhǎng)的垂直根。給它多一點(diǎn)時(shí)間，它會(huì)得到更小的根，垂直于植物的莖。隨著時(shí)間的推移，這些側(cè)根會(huì)反復(fù)分枝并散開(kāi)，形成一個(gè)網(wǎng)，穩(wěn)定植物并為植物提供營(yíng)養(yǎng)。

這些側(cè)根不只是隨機(jī)彈出。它們出現(xiàn)，然后按照一定的節(jié)奏沿著主軸以規(guī)則的間隔分叉。直到現(xiàn)在，人們還不知道是什么調(diào)節(jié)和決定了它們的發(fā)展和節(jié)奏。

在 8 月 26 日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究中，由加州大學(xué)圣地亞哥分校助理教授亞歷山德拉·迪金森和杜克大學(xué)保羅克萊默杰出生物學(xué)教授菲利普·本菲領(lǐng)導(dǎo)的研究小組確定了該化合物這在觸發(fā)植物側(cè)根發(fā)育方面起著關(guān)鍵作用。

研究小組有一個(gè)很好的懷疑：視黃醛，一種類(lèi)視黃醇，看起來(lái)很合適。

在人類(lèi)以及所有脊椎動(dòng)物中，將受精卵變成心臟稍微跳動(dòng)的胚胎需要干細(xì)胞分化、特化并生成特定組織，例如骨骼、血管和神經(jīng)系統(tǒng)。這個(gè)過(guò)程是由視網(wǎng)膜啟動(dòng)和調(diào)節(jié)的。動(dòng)物不能產(chǎn)生自己的視網(wǎng)膜，但它們必須從植物或吃植物的動(dòng)物中攝取。

“我們知道植物有能力產(chǎn)生這種化合物，它對(duì)動(dòng)物發(fā)育非常重要，因此檢查它在植物發(fā)育中的作用也很有誘惑力，”作為博士后研究的一部分領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的 Dickinson 說(shuō)。在杜克。

為了讓植物充分利用視黃醛，視黃醛分子必須與植物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)形成標(biāo)簽組，這一過(guò)程稱(chēng)為蛋白質(zhì)結(jié)合。

為了測(cè)試視黃醛是否確實(shí)支持側(cè)根發(fā)育，Dickinson 和她的團(tuán)隊(duì)用一種染料處理幼苗，當(dāng)視黃醛與細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)合時(shí)，這種染料會(huì)發(fā)光。隨著幼苗的生長(zhǎng)，主根尖附近出現(xiàn)了發(fā)光的點(diǎn)。不久之后，側(cè)根就會(huì)從那些發(fā)光的斑點(diǎn)中生長(zhǎng)出來(lái)。

隨著幼苗的發(fā)育，該過(guò)程定期重復(fù)，表明側(cè)根的生長(zhǎng)之前是視網(wǎng)膜結(jié)合的峰值。

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