为了开始光合作用，植物向自身发送顺行信号。该信号激活质体编码的细菌型RNA聚合酶（PEP）来转录质体光合作用基因。然而，仍需要了解顺行信号的身份。主要的挑战是将调节因子与质体转录和其他重要叶绿体功能（例如光合作用）所需的过多组件区分开来。
加州大学河滨分校的科学家现在已经解码了那些以前不透明的信号。
细胞核编码数百种蛋白质，其中含有较小细胞器的构建模块。主要的挑战是确定哪些信号是他们触发的信号 光合作用.
此前，科学家们发现了植物细胞核中的特定蛋白质，这些蛋白质可以被光激活，从而引发光合作用。在这项研究中，科学家们鉴定出了四种参与该反应的蛋白质。这些蛋白质发出信号，将小器官转化为叶绿体，从而产生促进生长的糖。
UCR植物学教授Meng Chen说， “交响乐的指挥是细胞核中对光有反应的称为光感受器的蛋白质。 我们在本文中表明，红色和蓝色光敏光感受器都会启动交响乐。 它们激活编码光合作用构建块的基因。”
在这种情况下，特殊情况是本地（核心）和远程音乐家都在牢房内的两个独立的“房间”中演奏交响乐。因此，仅存在于细胞核中的导体（光感受器）必须向远处的音乐家传达一些信息。最近发现的从细胞核到叶绿体的四种蛋白质调节着这个最后阶段。
陈 说过, “目前，许多研究描述了从细胞器到细胞核的通讯。如果细胞器出现问题，它们就会向细胞核“总部”发送信号。关于从细胞核发送到大脑的活动调节信号知之甚少。 细胞器设立的区域办事处外，我们在美国也开设了办事处，以便我们为当地客户提供更多的支持。“
“细胞核可能以类似的方式控制线粒体和叶绿体基因的表达。因此，我们从细胞核到叶绿体通讯途径中学到的原理可能会进一步加深我们对细胞核如何调节线粒体基因及其在癌症中的功能障碍的理解。”
“了解光合作用如何控制的重要性不仅限于疾病研究。另一个星球上的人类定居点可能需要室内农业并制定照明方案来提高该环境下的产量。更立即的是， 气候变化 给这个星球上的农作物种植者带来了挑战。”
杂志参考：
- Hwang，Y.，Han，S.，Yoo，CY 等。顺行信号通过与核光合作用基因分开的西格玛因子控制质体转录。 Nat Commun 13, 7440 (2022)。 DOI： 10.1038/s41467-022-35080-0
