“我国细胞膜新闻传播研究获重大发现”

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病毒和细菌的效应蛋白挟持着植物细胞膜到叶绿体的抗病信号通路，抑制植物的免疫。 (资料图像)

植物是人类生存的基础。 它们通过光合作用将太阳能转换为化学能，产生我们所需的氧气。 但是，植物面临各种威胁，有时会受到病毒和细菌等植物病原体的攻击，导致疾病和死亡。 数据显示，每年的植物病原体给全球农作物生产带来巨大损失，严重威胁全球粮食安全。

在漫长的进化中，植物已经形成了许多复杂巧妙的机制，感知威胁，产生相应的防御反应，阻止或消除了病原体的入侵。 这个过程不仅需要单纯的认识，还需要在空之间发送识别信号，协调各种各样的响应。

其中，信号的识别和响应发生在植物细胞水平上。 植物细胞表面有隔离细胞内外部环境的细胞膜。 因此，植物通过细胞膜感知特定分子，了解外部潜在攻击者的存在，发出“警报”，将其传播到细胞内部不同的区室，最终到达储存遗传物质的细胞核，调节植物抗病基因的表达。 叶绿体作为植物特有的光合作用细胞器，同时在调节植物的刺激响应方面也起着中心作用，这对于植物的生存至关重要。

长期以来，关于这样的“警报”消息在细胞内如何传播，一直是科学家在植物行业探索的焦点。 日前，中国传来好消息，中科院分子植物科学卓越创新中心上海植物逆境生物学研究中心研究小组明确了连接细胞膜和叶绿体的重要信号传播途径，相关成果已发表在国际知名学术杂志《细胞》上。

该研究揭示了植物蛋白质与细胞膜有何关联，如果感知到病原体的存在，将“警告”植物蛋白质如何从细胞膜转移到叶绿体内部，对叶绿体有威胁。 其次，叶绿体通过“逆行信号传播”过程，将这些消息传播到细胞核，调节抗病基因的表达，激活防御对抗入侵者。 该路径是植物细胞从外部向叶绿体传播危险信号的策略之一，能够快速、及时、准确地整合信号，产生适当的下游响应。

长期以来，植物病原体及其宿主处于“军备竞赛”般的共同进化之中。 根据这项研究，病原体可以侵占这种在植物细胞内部传播新闻的方法。 来自植物病毒和细菌的蛋白质可以巧妙地“模仿”上述植物蛋白质的行为，与细胞膜结合，当植物细胞感受到攻击时，也可以转移到叶绿体。 一旦进入叶绿体内部，叶绿体和细胞核之间的通信就会受到破坏，植物防御反应的激活也会受到阻碍，从而帮助自身生存繁殖。

研究表明，不同种类的病原体进化出类似的策略，达到抑制植物防御的目的，有力地说明了连接这种细胞膜和叶绿体的信号转导通路在植物和微生物的相互作用中起着核心作用。 该研究为设计植物保护战略和新抗病品种的开发提供了新思路。