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Goldilocks生物学原理 微调“恰到好处”的信号负载

导读NOD因子的浓度由CHIT5控制,这对于建立功能性共生(红色结节)与缺陷共生(白色结节)非常重要。在童话故事Goldilock和三只小熊中,女孩Goldilo...

NOD因子的浓度由CHIT5控制,这对于建立功能性共生(红色结节)与缺陷共生(白色结节)非常重要。

在童话故事“Goldilock和三只小熊”中,女孩Goldilock去了熊家,在那里她发现了三碗粥,但只有一个有“恰到好处”的温度,而且在生物学中也是如此,你可以找到“恰到好处”的条件 - 称为金发姑娘原则。这正是国际研究团队通过证明为了获得豆科植物根系共生的“恰到好处”信号量所做的事情,必须存在一种称为几丁质酶(CHIT5)的特定酶。

试图转移到其他类型的植物。

更具体地说,在他们的新研究中,研究人员发现存在于豆科植物根中的几丁质酶CHIT5是Nod因子水解和功能共生所必需的。他们的工作揭示了豆科植物宿主在皮质感染期间调节特定根瘤菌Nod因子形态发生素水平以确保功能性共生的新的和关键作用。

形态发生素是多细胞生物有组织发育的关键信号。长期以来,人们已经证明了在胚胎发育过程中自我产生的形态发生素如维甲酸或转化生长因子-β的关键作用。微生物性质的分子也已经显示出在共生的真核宿主中诱导形态发生反应,并且随着对微生物组研究的关注的增加,最近获得了更多的关注。固氮根瘤是由微生物形态发生素诱导的外侧器官。在他们的新研究中,研究人员首次揭示了豆科植物的发育转换是通过宿主控制的微生物形态发生素,Nod因子的调节来确保的。

深化我们对Nod因子信号的理解

几十年来,人们都知道点头因子是由根瘤菌产生的信号分子,以触发和实现固氮共生。除了它们的信号传导能力之外,Nod因子也被认为是基于其对寄主发育计划的影响的形态发生素;结节器官发生和感染螺纹形成。研究人员发现,豆科植物莲藕通过CHIT5调节Nod因子形态发生素的水平,以控制结核原基的定植。

chit5突变体显示出不平衡的共生信号,让人想起在早期原基阶段的发育停滞中所见到的东西。我们相信,我们的工作为共生研究的新层提供了基础,使得能够更深入地了解皮质感染期间的Nod因子信号传导,从而直接导致转变为固氮状态。这一知识在研究小组目前雄心勃勃的工程项目背景下变得尤为重要,这些项目旨在将固氮能力转移到非豆科植物,这可能具有重要的农业意义。

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