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土壤傳播的病原體根癌農桿菌是一種非常聰明的小微生物。在透過傷口進入植物後,這種細菌會將自身 DNA 的一段插入到植物的基因組中。這種插入中的基因會刺激植物生長激素的合成,從而導致植物細胞腫瘤性增殖,最終導致一種被稱為冠癭病的枯萎病。這些基因還指示植物產生農桿菌賴以生存的含有碳和氮的鴉片鹼。
這種生物不同界(從動物到植物)之間基因轉移的例子是目前已知的唯一一個。(病毒也會將 DNA 轉移到植物中,但由於它們無法在宿主細胞外生存,因此通常不被認為是生物。)然而,儘管經過仔細研究,科學家們仍無法確定細菌 DNA 穿過植物所謂的質膜的確切機制。然而,昨天發表在《美國國家科學院院刊》上的研究結果提供了新的見解。根據該報告,一種名為 VirE2 的單一蛋白質可能充當質膜門衛,允許根癌農桿菌 DNA 片段透過。
瑞士巴塞爾生物中心 (Biozentrum) 的 Fabrice Dumas 和弗里德里希·米歇爾研究所(也在巴塞爾)的 Myriam Duckely 及其同事透過一系列實驗證明,VirE2 與脂質(膜的重要組成部分)相互作用,並在人工植物血漿樣膜中形成大的通道或孔隙,具體取決於膜上的電勢。這些通道似乎有選擇性地允許帶負電的分子和單鏈 DNA 進入,這正是根癌農桿菌需要傳送的物質。這種 DNA 運輸的特異性使 VirE2 與其他蛋白質門衛區分開來。因此,作者報告說,它可能成為開發用於藥物輸送和基因治療的新系統的重要工具。