2010-09-19

蛋白質研究證明植物與人類在演化上的連結

Protein study shows evolutionary link between plants, humans
http://www.physorg.com/news185474731.html

By Brian Wallheimer, February 15, 2010

(PhysOrg.com) -- 一項 Purdue 大學的研究顯示,把對於癌症發展很重要的人類蛋白質插入垂死的植物中,將能使其恢復生機,這證明了植物與人類之間在演化上的連結,而且可能使「研究蛋白質在癌症發展中的功能」更加容易。

胺基胜肽酶 M1 蛋白(aminopeptidase M1 protein,或 APM1)對於植物根部生長至為關鍵。缺乏這種蛋白質的阿拉伯芥植物將會死亡,但如果恢復這種蛋白質,將可救回該植物。

在實驗期間,Wendy Peer(園藝系研究助教授)發現,插入可在人類身上找到的相似蛋白,稱為胰島素反應性胺基胜肽酶(insulin responsive aminopeptidase,或 IRAP)也能夠挽救植物。

"APM1 與 IRAP 屬於同一群," Peer 說,其結果將先在 Plant Physiology 期刊的線上版發表。"M1 胺基胜肽酶的活動是一種如此基本的過程,以致於它在演化上被保留下來。這種蛋白很少隨著時間變化。"

Peer 表示,這項發現能促進對於這類蛋白質的了解,因為它使得研究可以在植物上而非動物上進行,賦予研究者更多的控制與選擇。具有功能已改變之相等蛋白的人類,通常有血癌或其他癌症。

"阿拉伯芥有更多工具可用來研究這類從動物身上獲得的蛋白," Peer 說。"這項研究具有轉移性且有助於動物領域或人類健康的研究。如果人類的這些胜肽酶(peptidases)改變了,他們可能生重病。了解這些蛋白質如何在植物中運作將幫助我們了解它們如何在人身上運作。"

APM1 在植物中的功能尚未完全了解。M1 胺基胜肽酶被認為移除來自蛋白質的胺基酸,也因此在這些蛋白質中不是活化就是鈍化(deactivating)。M1 胺基胜肽酶也會分解那些阿茲海默症相關蛋白質的累積。

"APM1 能以其活性改變其他蛋白質的功能," Peer 表示。

Peer 想要了解 APM1 以哪些蛋白質為目標以及它如何改變這些蛋白質,也因而影響改變了一株植物的生長。她正在研究,使 APM1 能夠運作,哪種胺基酸是必要的。

Peer 與 Angus Murphy,Purdue 園藝教授,已研究此問題好幾年了。他們確認,缺乏 APM1 的阿拉伯芥突變體,並將修改過的、缺乏特定胺基酸的 APM1 蛋白插入突變體中,藉此測定修改過的 APM1 蛋白是否能挽救這些幼苗。

※ 相關報導︰

* The Catalytic and Protein-Protein Interaction Domains Are Required for APM1 Function
http://www.plantphysiol.org/cgi/content/abstract/152/4/2158
Fazeeda N. Hosein, Anindita Bandyopadhyay, Wendy Ann Peer
and Angus S. Murphy
Plant Physiology 152:2158-2172 (2010)
First published online February 12, 2010;
doi: 10.1104/pp.109.148742
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fsj 提到...

研究:基因組大 巴黎粳稻絕種風險高

路透 2010/10/08

(路透倫敦7日電)說到基因組,大小的確很重要─英國科學家表示,1種原產於日本的罕見特別植物正面臨滅絕危機。

英國皇家植物園(Kew Botanical Gardens)研究人員表示,巴黎粳稻(Paris japonica)擁有目前所知的最大基因組,但這卻讓它處於絕種的高風險中。

皇家植物園僑佐爾實驗室(Jodrell Laboratory)研究人員李契(Ilia Leitch)說:「很多人想知道擁有這樣龐大基因組的後果為何,以及1個有機體若比其他有機體擁有更多DNA、是否真有影響。答案是『沒錯』。」

「擁有龐大基因組會增加絕種的風險。基因組越大,風險越高。」

李契表示,基因組大小非常重要的原因,在於基因組中的DNA越多,細胞複製所有DNA並分裂所需的時間越長。

李契說:「這會產生連鎖效應,基因組較大的有機體,完成生命週期所需的時間,比基因組較小的有機體更長。」

這解釋了為何生長在沙漠的植物基因組較小,因為小型基因組能讓它們在下過雨後快速生長,而基因組較大的物種生長速度則緩慢許多,也不會出現在這種惡劣的棲息環境中。

李契表示,擁有較大基因組的植物較難在受污染的土地上生長,並且也較無法忍受極端環境氣候,這些因素與「現今不斷變動的世界息息相關」。(中央社翻譯)

fsj 提到...

昆蟲長怪角 顛覆演化論

法新社 2011/05/06 李威翰

今天刊登在「自然」期刊(Nature)的研究報告指出,角蟬頭上引人注目的突起物,其實是翼狀翅膀,經過2億年演化淘汰後,又重新長回來。

專家說,這項發現或許會震驚昆蟲學家,也挑戰昆蟲學部分根基。

地球上所有昆蟲胸部分成3節,每節都有2隻腳。大部分昆蟲目有2對翅膀,1對在胸部中節,1對在後節。

蒼蠅和蚊子只有在後節有1對翅膀,少數昆蟲,如大多數螞蟻,則完全沒有翅膀。

胸部第1節有翅膀的昆蟲,如今已不存在,不過牠們的先祖卻有。

研究主筆人、法國馬賽魯米尼生物發展機構(Development Biology Institute of Marseille-Luminy)的普魯道姆(Benjamin Prud'homme)說:「3億5000萬年前的原始昆蟲身體每節都有翅膀。我們不曉得是不是用來飛行,不過我們確實知道,從化石紀錄來看,這些翼狀結構存在於身體每節上。」

他說,經過了1億年,昆蟲胸部第1節和腹部翅膀完全消失。

不過5000多萬年後,角蟬發生了異變:胸部第1節出現看起來像翅膀的東西。

這些分岔的突起物,有些長得像角,有些像觸角,有些像被觸怒的螞蟻,有些則像動物糞便,五花八門。

專家長久以來認為這些所謂的「安全帽」,是昆蟲外部甲殼構造的延伸。

不過仔細觀察角蟬的生長後,普魯道姆和同事發現,這些突起物一開始長得像1對芽,附著在兩側,之後再長成翼狀物,期間還會合併。

演化通常被認為是單方向進行,不過這些翅膀,顯示演化有可能繞了1圈,重回起點。(譯者:中央社李威翰)