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植物根部和动物胚胎依赖相同的化学物质才能成功发育

北卡罗来纳州达勒姆——蛙卵与抗衰老面霜有什么共同之处?它们的成功取决于一组称为类视色素的化合物,它们能够生成和再生组织。

一项针对植物的新研究表明,类视色素的组织生成能力也与根的适当发育有关。

如果你曾经种过萝卜种子,你就会知道它做的第一件事就是长出一根长长的垂直根。给它多一点时间,它会得到更小的根,垂直于植物的茎。随着时间的推移,这些侧根会反复分枝并散开,形成一个网,稳定植物并为植物提供营养。

这些侧根不只是随机弹出。它们出现,然后按照一定的节奏沿着主轴以规则的间隔分叉。直到现在,人们还不知道是什么调节和决定了它们的发展和节奏。

在 8 月 26 日发表在《科学》杂志上的一项新研究中,由加州大学圣地亚哥分校助理教授亚历山德拉·迪金森和杜克大学保罗克莱默杰出生物学教授菲利普·本菲领导的研究小组确定了该化合物这在触发植物侧根发育方面起着关键作用。

研究小组有一个很好的怀疑:视黄醛,一种类视黄醇,看起来很合适。

在人类以及所有脊椎动物中,将受精卵变成心脏稍微跳动的胚胎需要干细胞分化、特化并生成特定组织,例如骨骼、血管和神经系统。这个过程是由视网膜启动和调节的。动物不能产生自己的视网膜,但它们必须从植物或吃植物的动物中摄取。

“我们知道植物有能力产生这种化合物,它对动物发育非常重要,因此检查它在植物发育中的作用也很有诱惑力,”作为博士后研究的一部分领导这项研究的 Dickinson 说。在杜克。

为了让植物充分利用视黄醛,视黄醛分子必须与植物细胞内的蛋白质形成标签组,这一过程称为蛋白质结合。

为了测试视黄醛是否确实支持侧根发育,Dickinson 和她的团队用一种染料处理幼苗,当视黄醛与细胞内的蛋白质结合时,这种染料会发光。随着幼苗的生长,主根尖附近出现了发光的点。不久之后,侧根就会从那些发光的斑点中生长出来。

随着幼苗的发育,该过程定期重复,表明侧根的生长之前是视网膜结合的峰值。

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