通过借鉴其他生物界的研究成果,最近研究人员在植物中转入了受光控制的离子通道。近日,New Phytologist杂志在线发表了来自Rainer Hedrich等人题为“Light-activated channelrhodopsins: a revolutionary toolkit for the remote control of plant signalling”的综述论文,在该综述文章介绍了这些蛋白质目前的应用情况以及未来的应用前景,揭示了电信号在调控植物功能方面的新作用。通道视紫红质(Channel rhodopsins , CHRs)起源于藻类和原生动物,是一种跨膜离子通道蛋白,可被特定波长直接激活和/或关闭。自 2005 年以来,CHRs 已被用作遗传编码的光遗传工具,以快速推进对神经元网络的研究。CHRs 为精准调控跨膜离子运输和膜电位提供机会。这些都是基本的生化信号,在植物中可转化为生理和发育反应,如光合作用、生长、张力、维管束水力学、磷酸化或活性氧(ROS)状态、基因表达甚至细胞死亡的变化。对 CHR 蛋白家族多样性和结构-功能机制的研究促进了理解和利用 CHR 光遗传工具,为精确调控和解析高等植物中的电信号和第二信使信号提供了重要机会。Figure 1. Current usage of channelrhodopsins (CHRs) in plants, impact of their activation on membrane potential (MP), and activation of other ion transporters. Figure 2. Future potential deployment of channelrhodopsins (CHRs) in plants为了不让您最关心的内容被湮没
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