叶子拥有分子指南针
叶子为我们提供食物,森林檐篷和足球场。每片叶子都只从几个细胞中生长出来。
但是,是什么引导这些细胞成为我们在自然界中认识到的叶子形状?一个想法是叶子中的数百个细胞是协调的。这可以比作每个细胞内的内部分子指南针。
该指南针给出了细胞的方向性,并且可以不是通过磁场来协调,而是通过叶子上的生物化学场来协调。这种分子罗盘,称为极性场,可以让细胞协调生长,形成叶子的最终形状。
之前已经通过计算机建模预测了叶子之间的协调,但缺乏细胞内部罗盘的实验证据。
恩里科科恩教授的实验室想要测试是否有任何证据表明叶片细胞中存在协调的极性场。
该团队使用模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为第一次在叶片上协调细胞提供证据。
他们使用一种名为BASL的蛋白质来揭示细胞内的内部指南针,发现这种蛋白质总是位于最接近叶基部的细胞末端。
“使用这种蛋白质检测极性场就像在组织中的每个细胞中打开灯一样。它让我们看到这些细胞都有一个指南针,指向整个叶子的同一方向”Catherine Mansfield解释说,该研究的作者。
“我们发现的令人惊讶的事情是生物数据与多年前的计算机建模预测相比有多么相似......令人兴奋的是,我们发现细胞在一片叶子上是协调的。我们不知道它是如何工作的但它表明了一种更深层次的细胞机制来引导生长。“
“我们还为植物生物学界提供了一种可以在不同物种中使用的工具:例如作物和其他物种,以便了解植物的形状如何生长和发育。这样我们就会发现,如我们所怀疑的那样,这种分子指南针是整个植物界植物形态发展的保守机制,可以通过不同的进化分支以不同的方式进行选择。
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