Science文章解讀：發(fā)現(xiàn)了質(zhì)膜上編碼Ca2+通道的新基因glr
--發(fā)現(xiàn)了質(zhì)膜上編碼Ca2+通道的新基因glr

英文來源：http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/science.1201101/DC1
雜志：Science
版面：Research Article

譯者注：這篇文章中的工作Feijó在2007年,、2008年已經(jīng)做了很多實(shí)驗(yàn),，只是當(dāng)時(shí)沒有最合適的突變體、激活劑（如D-Ser）,、抑制劑（如DNQX等）,，因此沒有投到高水平的雜志上,，之前的工作也有實(shí)力問鼎這樣的雜志,。所以,，Science的文章并非是一朝一夕的工作，而是長(zhǎng)期的積累,，但是非損傷微測(cè)技術(shù)為這項(xiàng)研究提供了直接的證據(jù)和便利的手段,，在將來的研究中越來越重要，尤其是研究活體材料的必備技術(shù),。

這篇文章揭示了氨基酸調(diào)節(jié)植物信號(hào)傳遞的機(jī)制,，這種機(jī)制和動(dòng)物中的神經(jīng)傳遞系統(tǒng)相似，為我們認(rèn)識(shí)植物的信號(hào)傳遞打開了一扇新的大門,。

D型絲氨酸調(diào)節(jié)谷氨酸受體構(gòu)成的Ca2+通道

標(biāo)題：花粉管中的谷氨酸受體相似基因構(gòu)成的Ca2+通道受到雌蕊D型絲氨酸的調(diào)節(jié)

作者及單位：Erwan Michard,1* Pedro T. Lima,1  Filipe Borges,1 Ana Catarina Silva,1 Maria Teresa Portes,1 Jo?o E. Carvalho,1 Matthew Gilliham,2 Lai-Hua Liu,3 （劉來華）
Gerhard Obermeyer,4 José A Feijó1,5

1．葡萄牙古爾班基安科學(xué)研究所【2011年3月1日，古爾班基安科學(xué)研究所（簡(jiǎn)稱IGC,，http://www.igc.gulbenkian.pt/）《科學(xué)家》雜志公布的生物醫(yī)藥領(lǐng)域博士后最佳工作地點(diǎn)排行第9名,，是國(guó)際知名的生物學(xué)研究機(jī)構(gòu)?！?br /> 2．澳大利亞阿德萊德大學(xué)懷特研究所,，農(nóng)業(yè)、食品和釀酒學(xué)院【阿德萊德大學(xué)(University of Adelaide,，www.adelaide.edu.au )是2010年世界排名81的大學(xué),，同時(shí)也是澳大利亞最古老最享有盛譽(yù)的澳洲八大名校之一，位于南澳洲首府阿德雷德市中心,?！?br /> 3．中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院植物和土壤相互作用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
4．奧地利薩爾茨堡大學(xué)分子生物學(xué)系分子植物生物物理和生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室
5．葡萄牙里斯本大學(xué)，里斯本大學(xué)是葡萄牙最重要的教學(xué)和科研中心
通訊作者：José A Feijó,；Email：[email protected]

摘要

細(xì)胞質(zhì)游離Ca2+濃度的增加構(gòu)成了真核細(xì)胞基本的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,，但是Ca2+通道蛋白如何啟動(dòng)植物中的這個(gè)信號(hào)一直存在爭(zhēng)論。這里,，我們通過藥理學(xué)和缺失功能的煙草和擬南芥的突變體說明谷氨酸受體類似基因（GLRs）減少了通過質(zhì)膜的Ca2+內(nèi)流,，進(jìn)而調(diào)節(jié)花粉管頂端胞質(zhì)中的Ca2+濃度梯度，最終影響花粉管的生長(zhǎng)和形態(tài)建成,。此外,，敲除花粉管絲氨酸消旋酶（SR1的突變體）后GLRs活性下降,，導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)生缺陷。這項(xiàng)研究揭示了氨基酸調(diào)節(jié)雄性配子體和雌蕊組織之間全新的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,，這種機(jī)制類似于動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的常見機(jī)制,。

前言

花粉管是研究細(xì)胞尖端生長(zhǎng)的模式系統(tǒng)。一般情況下細(xì)胞的生長(zhǎng)是通過分裂生殖,，如酵母,、絲狀真菌、神經(jīng)元和根毛,。

花粉管在體外生長(zhǎng)時(shí)出現(xiàn)規(guī)律性的振蕩和相同的周期,，但是這種振蕩經(jīng)常出現(xiàn)在不同的生長(zhǎng)階段。這包括囊泡運(yùn)輸,、胞吐作用,、肌動(dòng)蛋白微絲的聚合、頂端離子流動(dòng),、胞質(zhì)pH和Ca2+濃度的變化,。所有這些振蕩的細(xì)胞相互作用與生長(zhǎng)速率的振蕩相關(guān)，特別在體外條件下,，這種現(xiàn)象在許多物種中觀察到并且做了分析,。

當(dāng)前，這些細(xì)胞的特征不明顯,，這些振蕩已經(jīng)被證明沒有生理作用,。然而，尖端的Ca2+濃度（[Ca2+]cyt）梯度和振蕩與其他轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制相呼應(yīng),，這作為一個(gè)生長(zhǎng)的中心調(diào)控機(jī)制已經(jīng)被廣泛接受,，并且參與下游的外部方向的指引過程，例如NO或者LURES,。以前,，花粉中Ca2+通道的活性通過電生理的技術(shù)已經(jīng)得到研究，或者通過環(huán)核苷酸門控通道的遺傳學(xué)分析,，發(fā)現(xiàn)在分子水平Ca2+通道在液泡膜（TPC1）上表達(dá),，但是截至到現(xiàn)在，連接一個(gè)特異基因到各自質(zhì)膜Ca2+通道的活性的證據(jù)在植物細(xì)胞中獲得,。

在這項(xiàng)工作中,，我們研究了植物同源異型體對(duì)離子型谷氨酸受體（GLR）家族的作用，發(fā)現(xiàn)這種作用在[Ca2+]cyt梯度中產(chǎn)生,，振蕩是通過頂端的Ca2+內(nèi)流而產(chǎn)生,，因此我們得出結(jié)論認(rèn)為花粉管形態(tài)建成和導(dǎo)向過程中Ca2+通道具有中心作用。