80年謎題
隨著人類現代醫療技術的興起,早在一百多年前,人類就已經知道人體身上是有免疫系統。
而且人體免疫機制至少有兩種,一種是免疫蛋白,一種是免疫細胞。
免疫蛋白往往是特定針對某些進入到身體的病毒、病菌;
而免疫細胞則沒那麼強的針對性,直接用吞噬和溶解的方法處理衰老的細胞或者被外來細菌病毒侵佔的細胞。
然而植物到底有沒有類似的免疫系統呢?
上世紀40年代,也就是大概80年前,就有科學家就認為,植物身上有類似人類的免疫系統。
甚至還有外國科學家提出“抗病基因”的說法,但是80年來,一直沒人能說清楚“抗病基因”到底是什麼。
然而中國科學家近年的研究解開了這個80年的秘密, 而且有望使人類世界的食品只剩下綠色食品。
植物“免疫蛋白”
植物體內有類似人類免疫蛋白的蛋白質,如果外部的細菌病毒進入到植物體,這些“免疫蛋白”就會調動細胞內的防禦系統來對付外來的細菌病毒。
例如使細胞體溫升高、使細胞脫水等等,企圖逼退細菌病毒。
這是植物對待外來細菌病毒的第一道屏障。
這道屏障普遍存在在植物體中,但是由於“免疫蛋白”力量有限,常常會失效。
細菌會分泌一些毒性的蛋白,打擊細胞中的“免疫蛋白”,最終導致“免疫”失效。
植物“免疫細胞”
其實上面的第一道屏障,人類很早就發現了,但它的力量有限。
所以關鍵是植物有沒有類似人體“免疫細胞”的機制,這被認為對植物影響最大。
植物到底有沒有由“抗病蛋白”基因參與的,類似“免疫細胞”的機制?這是80年前一直困擾這科學家的謎題的關鍵。
清華大學柴繼傑團隊、中科院遺傳發育所周儉民團隊、清華大學王宏偉團隊合作,解開了這個謎題。
而且研究人員發現,這個機制,比人體免疫細胞直接吞噬和溶解細菌病毒更有趣。
誘餌機制
植物體會生成一種“誘餌蛋白”,充滿營養,好吃不膩,正好是細菌病毒的最愛。
然而當細菌病毒真的去吃這些“誘餌蛋白”後,誘餌蛋白就會傳遞給植物一個信息,表示細胞正在被嚴重攻擊,而且很可能已經無法挽回。
這個時候,植物的抗病蛋白會被激活,並相互結合成抗病小體。
抗病小體會聚集在被攻擊細胞外圍,要求被嚴重攻擊的細胞與細菌病毒同歸於盡。
最終細胞死亡並與內部的細菌病毒一起被分解。
抗病小體吞噬和溶解細菌病毒和體細胞,雖然不像人體“免疫細胞”那樣直接而暴力,但仍然非常有效。
實驗人員對抗病蛋白正常和失控的水稻的研究,證明了抗病蛋白的作用非常明顯。
有望讓世界只剩綠色食品?
植物抗病蛋白的“誘餌機制”解開了生物學80年來的謎題。
中國李家洋、康樂、康振生3位院士,都認為這項機制是植物學的里程碑式的成果。
美國科學院院士Dangl教授、英國皇家學會院士Jones教授也在同一期《科學》雜誌上撰文稱讚。
多國科學家評價這麼高,皆因這次的成果有很深層的利用價值。
該次成果作者之一,清華大學教授柴繼傑指出:
“利用抗病蛋白設計新型抗病蟲育種,將大大減少農藥的施用。”
“植物抗病蛋白結構和作用的解析,將為設計新型抗病蛋白、發展綠色農業奠定理論基礎。”
也就是說,在該次成果之上,通過基因編輯等精準基因改造技術,最終有望實現讓植物作物不再害怕病毒細菌,有望讓世界市場只剩下綠色食品。
指尖科技說和你一起期待這樣的一天儘快到來。
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