植物如何感知周圍世界？

Credit: 銳景創意

植物沒有眼睛、耳朵、鼻子，但這並不代表它們無法看到、聽到、嗅到周圍的潛在危險。植物的感覺過程既複雜又神秘。如今，《Nature》上發表的一項新研究標記出了植物的蛋白質相互作用。

植物不像哺乳動物，它們沒有發育出感覺器官，而是利用細胞外膜上的蛋白質來探測周圍的化學物質，以及其它有機體釋放的病原體或激素上的蛋白質。如果探測到了，它就會給細胞發送警告信號。研究表明，有一種膜蛋白質類型在此過程中非常關鍵，那就是「LRR類受體蛋白激酶」。

在植物的發育、生長、免疫、應激中，有數百種「LRR類受體蛋白激酶」參與其中。這些蛋白質是如何合作的？對此，科學家的了解十分有限。但如今，阿拉巴馬大學的生物學副教授Shahid Mukhtar帶領了一支國際團隊，標記出了200種這類蛋白質之間的相互作用。

Mukhtar表示，這是一項開創性研究，目的在於識別這類蛋白質的第一層相互作用。這能夠幫助科學家設法提升植物對病原體或環境壓力(如乾旱、炎熱、寒冷、鹽分)的抵抗力，也為未來的研究提供了路標。

研究人員克隆了「LRR類受體蛋白激酶」的胞外域(膜蛋白位於細胞外的區段)，然後成對地進行測試，看它們是否產生相互作用。當蛋白質產生相互作用時，他們就將信息添加到蛋白質網路中。結果發現，有些蛋白質很關鍵，是相互作用網路的「主節點」。此外，某些以前沒發現的「LRR類受體蛋白激酶」似乎是植物感覺通道的關鍵。

為證實研究結論，研究人員對一些植物進行基因改造，使它們缺失某些重要蛋白質。結果發現，這些植物的發育過程和免疫系統均受損，從而驗證了這些蛋白質的重要性。

這項研究成果能夠幫助科學家對重要植物進行基因改造，軍隊甚至可以將植物當作遙感器。此外，由於人體的某些蛋白質和「LRR類受體蛋白激酶」結構相似，因此研究成果還有助於科學家了解某些人類疾病。

本文譯自 futurism，由譯者 Rare 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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