清华大学方晓峰、李丕龙发表Cell

分子有植物 2024-08-01 10:10:05
近日,清华大学生命学院方晓峰和李丕龙受《细胞》(Cell)杂志主编Lara Szewczak邀请,撰写题为“植物生物学中的凝聚体”(Condensates in Plant Biology)的SnapShot,凝练了植物中凝聚体的研究历史、性质、种类和功能,为了解植物凝聚体研究提供参考。 作者首先简单回顾了植物中凝聚体的发现和研究历史,指出植物中除了核仁、Cajal小体、核斑点等高度保守的凝聚体早期被研究外,一些植物特异的凝聚体如光小体(photobody)已被发现和研究二十多年,直到最近,其功能才被陆续揭示。此外作者指出,在真核甚至原核生物中保守的重要无膜细胞器应激颗粒(Stress Granule)最早是在1983年由德国科学家Nover等人在番茄细胞中观察到,经过四十年的研究,科学家基本了解了应激颗粒组装的机制,但其生物学功能尚不完清楚。 植物凝聚体与其它物种中的凝聚体类似,其典型尺寸通常在0.5至1微米之间,核仁的尺寸可能超过3微米。但是作者特别提到,由于大多数凝聚体尺寸是通过光学显微镜测量的,考虑到光的衍射,实际尺寸可能会更小,尤其在植物中,目前超分辨显微技术的分辨率无法突破光的衍射极限,特别需要更先进的成像技术将帮助我们更准确地测量这些凝聚体的大小。 随后作者对目前植物中已报道的凝聚体的功能进行了分类总结。首先,在植物生长和发育的各个阶段,凝聚体扮演着不同的角色,如顶端分生组织发育、花粉细胞壁形成等。其次,植物在其生命周期中会面临各种环境压力,包括温度、光照、湿度、土壤条件和病原体攻击等。由于其动态特性,凝聚体在植物应对环境胁迫方面发挥了关键作用。研究表明,特定的刺激会导致细胞内物理化学环境的改变,这反映在凝聚体的组装和解体中,使其成为理想的应激传感器。随着对胁迫信号的理解不断加深,预计更多的植物凝聚体将被发现在胁迫适应中发挥作用。 最后,作者对植物凝聚体的未来研究与应用前景进行了展望,指出对植物中凝聚体进行深入研究,不仅有助于理解植物生长和发育的基本生物学机制,还为增强作物的抗逆性、提高农业生产力、以及开发可持续的农作物管理策略提供了新的可能性。
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