编辑推荐：
东京理工大学的研究人员利用CRISPR/Cas9技术，最终解开了植物中铁氧还蛋白/硫氧还蛋白通路的生物学意义之谜。研究人员表明，这一途径对于依赖光的酶的激活、叶片的光合作用和植物的正常生长都很重要。
光合作用是最重要的化学反应之一，不仅对植物，而且对整个世界都是如此。光合作用的影响及其重要性不容小觑。因此，科学长期以来一直着迷于使光合作用发生的反应和物理现象是有道理的。其中一个现象是铁氧还蛋白/硫氧还蛋白(Fd/Trx)通路。
大约半个世纪前发现的Fd/Trx通路一直被认为调节了叶绿体中许多依赖光的反应，叶绿体是叶片中光合作用发生的器官。长期以来，人们一直认为Fd/Trx通路对植物极为重要，因为它激活叶绿体中的几种酶，作为对光的响应。然而，由于两个原因，这些假设受到了挑战。第一个原因是在叶子中发现了其他可以激活叶绿体酶的途径。第二是因为到目前为止，还没有关于抑制Fd/Trx途径如何影响植物的研究。
为了解决这个问题，东京工业大学(Tokyo Tech)的一组研究人员，由吉田圭佑(Keisuke Yoshida)副教授领导，使用CRISPR/Cas9技术创造了一个突变的植物标本拟南芥． 这个标本经过基因工程改造，使它们的Fd/Trx通路完全有缺陷。吉田博士说:“通过创建一个有缺陷的Fd/Trx通路的模型，我们能够揭示它在植物中的实际生物学意义，这导致了一些令人兴奋的发现。”
研究人员观察了这些新的突变标本，并将它们与未突变的植物进行比较，以了解其差异，从而了解Fd/Trx途径的影响。为了评估该途径在激活叶绿体中依赖光的反应中的作用，研究人员用不同强度的光照射植物，然后检查叶绿体中酶的状态。在未突变的野生植物中，酶已经从氧化状态转变为还原状态。相比之下，在突变的植物中，没有一种酶改变了它们的状态。突变植株的叶绿体发育异常，光合作用能力下降。ATP合酶是突变菌株中唯一表现出降低反应的酶。这种酶是合成ATP的关键，ATP是所有生物的能量储存分子。ATP合酶的激活途径多种多样，不受Fd/Trx通路缺陷的影响。
综上所述，研究人员发现Fd/Trx通路是叶片中许多依赖光的酶激活反应所不可或缺的。Fd/Trx通路对于高效的光合作用也很重要，而光合作用对植物的正常生长至关重要。
吉田博士说:“我们从这项研究中获得的关于植物中Fd/Trx通路的工作和重要性的见解，使我们对植物内部发生的复杂机制有了更深入的了解。这项研究也促使我们更深入地研究和回答与光合作用过程有关的许多其他问题，以便我们能够完全理解这个为整个世界提供动力的令人敬畏的过程。”
生物通微信公众号
生物通 版权所有
