日前，德國拜羅伊特大學(xué)和圖賓根馬克斯·普朗克發(fā)育生物學(xué)研究所科學(xué)家開發(fā)出一種新式生物傳感器，可以實(shí)時顯現(xiàn)植物細(xì)胞中成長素的空間散布，并可快速檢測環(huán)境變化對植物成長的影響。這種生物傳感器為研究人員翻開了調(diào)查植物內(nèi)部運(yùn)作的全新視角。相關(guān)研究成果發(fā)表在最近的《自然》雜志上。無論是種子的胚胎發(fā)育、根系成長，仍是植物對陽光方向的反響，成長素都具有和諧植物對外界影響反響的功能。為了觸發(fā)對外部影響的反響，生物傳感器必須存在于所需的細(xì)胞組織中。迄今為止，人們還無法在細(xì)胞分辨率上直接確定成長素的時空散布。此次，研究人員開發(fā)出一種新式基因編碼的生物傳感器，可將植物體內(nèi)成長素的散布定量可視化。其特別之處在于，它是一種植物經(jīng)改造后可自己產(chǎn)生的人工蛋白質(zhì)，而不必經(jīng)由外部引進(jìn)。他們使用這種生物傳感器實(shí)時調(diào)查了細(xì)胞組織需求成長素的時空間散布動態(tài)進(jìn)程。在開發(fā)這種生物傳感器時，研究人員發(fā)現(xiàn)大腸桿菌中有一種蛋白質(zhì)可與兩種熒光蛋白偶聯(lián)，并在這些配對蛋白十分挨近時產(chǎn)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）。這種蛋白可與氨基酸色氨酸結(jié)合，但與成長素的結(jié)合要差得多。他們希望經(jīng)過基因改造，使其能更好地與成長素結(jié)合，并使其FRET效應(yīng)只在蛋白質(zhì)與成長素結(jié)合時產(chǎn)生。研究人員對植物進(jìn)行了基因改造，使其在某種影響下可在細(xì)胞組織中產(chǎn)生滿足這些要求的蛋白質(zhì)。于是，新式生物傳感器誕生了：激烈的熒光信號表明了細(xì)胞組織中成長素的位置，提供了細(xì)胞內(nèi)成長素散布的準(zhǔn)確“快照”，且不會對成長素操控進(jìn)程造成影響?！吧飩鞲衅鞯陌l(fā)展是一個綿長的進(jìn)程，在這個進(jìn)程中，咱們已經(jīng)獲得了關(guān)于蛋白質(zhì)怎么被選擇性地改動以結(jié)合特定小分子的根本見地?！卑萘_伊特大學(xué)蛋白質(zhì)設(shè)計學(xué)教授比爾特·哈克說，“估計在未來幾年，新的生物傳感器將發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于植物內(nèi)部運(yùn)作以及它們對外界影響反響的新見地。”
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來源：科技日報
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