광합성을 시작하기 위해 식물은 자신에게 역행 신호를 보냅니다. 신호는 색소체로 코딩된 박테리아형 RNA 중합효소(PEP)를 활성화하여 색소체 광합성 유전자를 전사합니다. 그러나 역행 신호의 정체는 여전히 이해되어야 합니다. 주요 과제는 색소체 전사 및 광합성과 같은 기타 필수 엽록체 기능에 필요한 과다한 구성 요소로부터 조절자를 구별하는 것이었습니다.
UC Riverside의 과학자들은 이제 이전에 불투명했던 신호를 해독했습니다.
핵은 더 작은 소기관을 위한 빌딩 블록을 포함하는 수백 개의 단백질을 암호화합니다. 가장 큰 과제는 어떤 것이 트리거하라는 신호인지 결정하는 것이었습니다. 광합성.
이전에 과학자들은 빛에 의해 활성화되어 광합성을 유발하는 식물 핵의 특정 단백질을 확인했습니다. 이번 연구에서 과학자들은 그 반응의 일부인 4가지 단백질을 확인했습니다. 이 단백질은 작은 기관을 성장을 촉진하는 당을 생성하는 엽록체로 변환하는 신호를 보냅니다.
UCR 식물학 교수 Meng Chen은 이렇게 말했습니다. “심포니의 지휘자는 빛에 반응하는 광수용체라고 불리는 핵 내의 단백질입니다. 우리는 이 논문에서 빨간색과 파란색의 감광성 광수용체가 교향곡을 시작한다는 것을 보여주었습니다. 그들은 광합성의 구성 요소를 암호화하는 유전자를 활성화합니다.”
이 경우 특별한 상황은 지역(핵심) 음악가와 원격 음악가 모두 감방 내의 두 개의 별도 "방"에서 교향곡을 지휘한다는 것입니다. 결과적으로, 핵에만 존재하는 전도체(광수용체)는 멀리 떨어져 있는 음악가들에게 어떤 메시지를 전달해야 합니다. 최근에 확인된 4개의 단백질은 핵에서 엽록체까지 이 마지막 단계를 조절합니다.
첸 말했다, “현재 많은 연구가 세포 소기관에서 핵으로의 통신을 기술하고 있습니다. 세포 소기관에 문제가 있으면 핵의 "본부"로 신호를 보냅니다. 핵에서 세포로 전송되는 활동 조절 신호에 대해서는 알려진 바가 훨씬 적습니다. 세포 기관. "
“핵은 미토콘드리아와 엽록체 유전자의 발현을 유사하게 제어할 수 있습니다. 따라서 핵-엽록체 통신 경로에서 우리가 배우는 원리는 핵이 미토콘드리아 유전자와 암에서의 기능 장애를 어떻게 조절하는지에 대한 이해를 더욱 발전시킬 수 있습니다.”
“광합성이 어떻게 조절되는지 이해하는 것의 중요성은 질병 연구 이상의 응용 분야를 가지고 있습니다. 다른 행성에 인간이 정착하려면 실내 농업이 필요하고 해당 환경에서 수확량을 늘리기 위한 조명 계획을 만들어야 할 것입니다. 더욱 즉각적으로, 기후 변화 이 지구상의 작물 재배자들에게 도전을 제기하고 있습니다.”
저널 참조 :
- Hwang, Y., Han, S., Yu, CY et al. 전행성 신호전달은 핵 광합성 유전자와 별도로 시그마 인자를 통해 색소체 전사를 제어합니다. Nat Commun 13, 7440(2022). DOI: 10.1038/s41467-022-35080-0
