客觀日本

日本東北大學闡明禾本科植物修復紫外線對葉綠體傷害的機制

2024年04月22日 生物醫藥

日本東北大學的日出間純副教授的研究團隊,闡明瞭禾本科植物修復因紫外線受損的DNA的機制。研究發現植物改變了酶的狀態並將其運送到負責光合作用的葉綠體上。這種機制是其他植物所沒有的,如能加以應用的話,將有可能開發出可以在外太空等強紫外線環境中也能培育的植物。

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向正常的水稻植株(左)和透過轉基因不會向葉綠體運送開墾DNA的酶的水稻植株(右)照射紫外線,右側水稻的部分葉子因紫外線的傷害變成褐色(供圖:東北大學)

陽光中的紫外線會損害生物的DNA,人體照射過多也可能會導致皮膚癌。在植物中,會導致成長不良,因此會向擁有DNA的粒線體和細胞核等運送酶來開墾傷害。目前已知,水稻、小麥和玉米等禾本科植物也會向擁有自身獨特DNA的葉綠體運送酶。然而,包括如何運輸在内的詳細機制尚未明確。

研究團隊部分合成了這種酶,並確定了負責運輸的部位。對運輸機制的詳細研究表明,當附着在酶的特定部位的磷酸被移除時,酶會透過稱爲內質網的結構行程到葉綠體,而這種機制在擬南芥等禾本科以外的植物中則沒有被觀察到。

禾本科植物的葉綠體比其他植物大幾倍,使得其更容易暫時儲存光合作用產生的糖分。由此,培育出含有大量澱粉等的種也更爲容易。

日文:《日本經濟新聞》、2024/04/09
中文:JST客觀日本編輯部