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          皇冠足彩app的科学家发现远古酶进化出新花样

          The green fluorescent protein reveals the exquisitely specific tomato hair cell expression of a gene for acylsugar biosynthesis. Credit: 鹏翔风扇
          headshot of 鹏翔风扇

          生物化学与分子生物学博士后实习生鹏翔风扇与其他研究生合作从植物生物学部门透露负责将糖放入番茄防御化学两种酶的生化和遗传的故事MSU部门。礼貌照片

          植物,草食动物和病原体被锁定在为生存而战是亿万岁。扎根于地方,没有办法跑,植物进化复杂,化工生产机械在他们的细胞抵御他们的走动对手。

          在一个 最近发表在杂志 网上生活, 鹏翔风扇,皇冠足彩app博士后研究实习生生物化学和遗传学,以及 罗伯特最后,巴尼特在罗森伯格教授 生物化学与分子生物学系报道的两个发现,招募正在进行进化军备竞赛中发挥了至关重要的作用古老番茄酶。

          “植物已经进化到从事与草食动物和病原体化学战。许多这些毒药是不是人类或谁吃脊椎动物特别是有毒的,但他们清楚地抵御病原体和害虫的植物,”说,去年,在先行者的高通量基因筛选技术,谁已经花了15年研究的专业生物化学代谢物在茄科,或茄,包括土豆,西红柿,茄子,钟和辣椒一个非常重要的食物来源。

          “我着迷当我加入 最后实验室 七年前,因为他们正在研究被称为acylsugars专门的代谢产物,”粉丝解释。 “基本上,番茄酶转甜的糖转化为被称为acylsugars防御化学,我认为这是惊人的!”

          Chart of thje evolutionary history of the acylsugar gene cluster

          在acylsugar基因簇的进化历史和它关系到在茄科的acylsugar酰基链的多样性。信用:鹏翔风扇

          约20-30万年前,茄科“劫持”参与脂肪酸代谢的两个古老的酶把蔗糖到黏着,天然杀虫剂。不像茄科很少产生acylsugars具有多于10支碳链的其它成员,所述栽培番茄产生脂肪acylsugar链具有2-12个碳。

          通过比较基因组学,生物化学分析和CRISPR-cas9基因编辑接近,鉴定的基因簇与负责编码产生长链acylsugars在番茄酶两个基因研究者。两种酶,被称为AACS和aech,在微小的腺毛对水果称为毛状体,他们制造acylsugars被分泌到表面上之前,尖端被螯合。

          “初级代谢产物如脂肪酸到处产生在植物组织中,但这两种酶表达局限于腺体的头发,以被招募到acylsugar生物合成的一个重要步骤,”所述风扇。 “如果基因在植物中表达无处不在,它会破坏一般的脂肪酸代谢和与膜脂质干涉。被限制在毛状体细胞尖端允许其长酰基链被纳入acylsugars而不损害植物“。

          这些渗出毛发的细胞机制成为了风扇的追求,了解茄科acylsugar形式的变化是如何演变的焦点,它需要实验室和学科的多元化合作。

          “我想深入挖掘,充分了解这些化学物质是如何作出,而需要不同类型的科学观点,”范说。 “我是一名生物化学家和遗传学家,我渴望与细胞生物学家和生物信息学家合作。”

          从教授博士后研究员王北硝合作 新韩兆的实验室 在里面 植物生物学系,风扇采用生物信息学工具来重新创建顺序找来两个基因导入特定的基因组区域的番茄和提升了整个茄科的各个acylsugar链长的进化事件。他们的努力精确定位负责使长链acylsugars-的称为AACS和aech酰基-CoA的前体的酶。

          接下来,风扇想知道其中两个酰基-CoA生产的酶会合用蔗糖,以产生acylsugars。通常,sucroses是在细胞质中容易获得的,而酰基-CoA可以在多种细胞区室制成。

          与peingfei草,研究生在皇冠足彩app教授基础的实验室合作 弗雷德里卡brandizzi皇冠足彩app,美国能源部植物研究实验室,科学家们能够跟踪酰基-CoA生产的酶。出乎意料的是,他们发现他们在细胞线粒体的能量产生部分。这对理解通常参与脂肪酸和脂类两种酶如何被劫持为使保护acylsugars一个重要的发现。

          “这项研究揭示了许多‘窍门’进化用来生成植物代谢多样性:修改旧的酶来生产新的产品,汇聚参与,多样化的原因的基因,我们不完全理解和围在专门的细胞类型的生物合成小区内的意想不到的地方,解释说:”过去的。

          在未来,风扇甚至希望再进一步深入到无数种acylsugar酶在茄科植物中发现。

          “我们可以扩展这两种酶与其他物种的未来改进的故事,”球迷说。 “如果我们能找出什么类型acylsugars是最有效的植物防御和操作,我们有可能设计出有效,天然杀虫剂保卫庄稼形成害虫和病原菌。”  

          VAL osowski通过 今天MSU

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