80年谜题
随着人类现代医疗技术的兴起,早在一百多年前,人类就已经知道人体身上是有免疫系统。
而且人体免疫机制至少有两种,一种是免疫蛋白,一种是免疫细胞。
免疫蛋白往往是特定针对某些进入到身体的病毒、病菌;
而免疫细胞则没那么强的针对性,直接用吞噬和溶解的方法处理衰老的细胞或者被外来细菌病毒侵占的细胞。
然而植物到底有没有类似的免疫系统呢?
上世纪40年代,也就是大概80年前,就有科学家就认为,植物身上有类似人类的免疫系统。
甚至还有外国科学家提出“抗病基因”的说法,但是80年来,一直没人能说清楚“抗病基因”到底是什么。
然而中国科学家近年的研究解开了这个80年的秘密, 而且有望使人类世界的食品只剩下绿色食品。
植物“免疫蛋白”
植物体内有类似人类免疫蛋白的蛋白质,如果外部的细菌病毒进入到植物体,这些“免疫蛋白”就会调动细胞内的防御系统来对付外来的细菌病毒。
例如使细胞体温升高、使细胞脱水等等,企图逼退细菌病毒。
这是植物对待外来细菌病毒的第一道屏障。
这道屏障普遍存在在植物体中,但是由于“免疫蛋白”力量有限,常常会失效。
细菌会分泌一些毒性的蛋白,打击细胞中的“免疫蛋白”,最终导致“免疫”失效。
植物“免疫细胞”
其实上面的第一道屏障,人类很早就发现了,但它的力量有限。
所以关键是植物有没有类似人体“免疫细胞”的机制,这被认为对植物影响最大。
植物到底有没有由“抗病蛋白”基因参与的,类似“免疫细胞”的机制?这是80年前一直困扰这科学家的谜题的关键。
清华大学柴继杰团队、中科院遗传发育所周俭民团队、清华大学王宏伟团队合作,解开了这个谜题。
而且研究人员发现,这个机制,比人体免疫细胞直接吞噬和溶解细菌病毒更有趣。
诱饵机制
植物体会生成一种“诱饵蛋白”,充满营养,好吃不腻,正好是细菌病毒的最爱。
然而当细菌病毒真的去吃这些“诱饵蛋白”后,诱饵蛋白就会传递给植物一个信息,表示细胞正在被严重攻击,而且很可能已经无法挽回。
这个时候,植物的抗病蛋白会被激活,并相互结合成抗病小体。
抗病小体会聚集在被攻击细胞外围,要求被严重攻击的细胞与细菌病毒同归于尽。
最终细胞死亡并与内部的细菌病毒一起被分解。
抗病小体吞噬和溶解细菌病毒和体细胞,虽然不像人体“免疫细胞”那样直接而暴力,但仍然非常有效。
实验人员对抗病蛋白正常和失控的水稻的研究,证明了抗病蛋白的作用非常明显。
有望让世界只剩绿色食品?
植物抗病蛋白的“诱饵机制”解开了生物学80年来的谜题。
中国李家洋、康乐、康振生3位院士,都认为这项机制是植物学的里程碑式的成果。
美国科学院院士Dangl教授、英国皇家学会院士Jones教授也在同一期《科学》杂志上撰文称赞。
多国科学家评价这么高,皆因这次的成果有很深层的利用价值。
该次成果作者之一,清华大学教授柴继杰指出:
“利用抗病蛋白设计新型抗病虫育种,将大大减少农药的施用。”
“植物抗病蛋白结构和作用的解析,将为设计新型抗病蛋白、发展绿色农业奠定理论基础。”
也就是说,在该次成果之上,通过基因编辑等精准基因改造技术,最终有望实现让植物作物不再害怕病毒细菌,有望让世界市场只剩下绿色食品。
指尖科技说和你一起期待这样的一天尽快到来。
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