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100 多年前,植物學家首次在顯微鏡下觀察到一個有趣的現象:當您用光照射葉子時,細胞內的葉綠體開始移動。它們尋找弱光區域,並透過隱藏在細胞壁附近來避開強烈的灼熱光。現在,來自日本的研究人員已經揭示了這種行為背後的部分分子機制。
在上週五的《科學》雜誌上,他們描述了一個簡單的測試,他們用這個測試篩選了超過 100,000 株芥菜植物,每株植物的 DNA 中都有一個突變。他們取了一片葉子,用一塊帶狹縫的黑色板覆蓋它,並打開了一盞強燈。在那些能夠進行正常光反應的植物中,光照區域的葉綠體移動到側面,使葉子的部分看起來蒼白。但是,在負責運動的分子之一有缺陷的植物中,葉綠體仍然停留在原地。十片葉子完全保持綠色,在其中四片葉子中,科學家們將這種反應的缺乏追溯到一個名為NPL1的基因突變。
NPL1編碼的蛋白質與向光素非常相似,向光素是一種植物光感受器,可以感知弱藍光並使葉子轉向它(這種行為稱為“向光性”)。另一方面,NPL1似乎檢測到強烈的藍光:具有該受體的正常植物的葉綠體避開了處於強烈藍光下的細胞部分,但來自具有缺陷NPL1的植物的葉綠體實際上進入了這些區域,無法檢測到光。目前尚不清楚的是,訊號如何從位於質膜中的光感受器傳遞到細胞內的葉綠體。很可能涉及到其他幾個分子。