作者:刘如楠 来源: 中国科学报 发布时间:2019-8-27
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细胞凋亡成全粮食安全

 

提起凋亡,人们总会联想到生命的结束。可对于生命内的某些细胞来说,“死去”可能是为了让整个个体免于疾病等外界不良因素的侵袭,颇有一种牺牲自我、顾全大局的豪气。

近日,由澳大利亚昆士兰大学教授Bostjan Kobe领导的一项研究发现了广泛存在于人类和植物中的某个关键蛋白在细胞凋亡中的关键作用,并解析了该蛋白的三维结构。该研究可以让人们更好地理解细胞的死亡过程,促进抗病植物的研发,对于提高产量、减少浪费和加强粮食安全有重要意义。这项研究发表在《科学》杂志上。

Kobe介绍说:“为了维持生命体的正常运行,人类和植物等多种生物体内均有细胞凋亡机制。该机制的启动可以保证受到疾病等因素侵袭的个体,以牺牲部分受感染细胞的方式得以存活。这种机制也是我们人体自身免疫反应的关键部分。”

他表示,对于参与人类神经元细胞死亡过程的蛋白质的研究引导着他的团队去探索植物中这一过程的发生与发展。“我们已经找到了人类和植物细胞中导致细胞凋亡的常见方式。”

该团队综合采用结构生物学、生物化学、神经生物学和植物科学等实验方法来分析细胞中的相关蛋白质,为一些存在潜在突破性创新的研究奠定了基础。

“神经退行性疾病在全世界范围内影响着数百万人,虽然致病原因复杂多样,但脑细胞的非正常死亡是这些疾病的共同原因。”Kobe说。

研究人员发现,一种特殊的蛋白质SARM1,对于不同神经退行性疾病的脑细胞崩溃至关重要。他们找到了SARM1的关键信息,并揭示出该蛋白质的三维结构。

该研究的另一个重要意义在于,更好地了解细胞凋亡过程也可能促进抗病植物的培育,这有助于提高粮食产量,减少浪费,加强粮食安全。

“在全球范围内,粮食安全是一个日益重要的问题。”Kobe说,在收获之前,植物病害每年造成的作物损失超过15%。

他表示:“我们知道,植物中的特殊抗性基因可以保护其免受疾病的侵害,但人们对于这些蛋白质如何发挥作用知之甚少。这种抵抗过程在某种程度上与人类神经元相似,即被感染的细胞会自我毁灭。因此,了解这个过程如何在神经元中发生,对于我们发现植物抗性的产生有着重要的指导意义。”

“我们的研究可以使有效合成抗性基因的工作更进一步,能够给澳大利亚和全世界范围内的作物提供额外保护。”Kobe说。

(刘如楠编译

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aax1911

《中国科学报》 (2019-08-27 第5版 农业科技)
 
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