A. Nature Commun | 细胞外ATP激活植物甲羟戊酸通路新发现
揭示植物代谢新动态：eATP激活甲羟戊酸通路的生物学启示在生命科学的前沿，植物通过甲羟戊酸通路（MVA）生产的关键异戊二烯衍生物，对植物的生长、发育和防御起着决定性作用。密苏里大学Gary Stacey团队的最新发现揭示了Mevalonate Kinase（MVK）在这一过程中的核心角色，以及它与植物免疫反应的紧密联系。
研究发现，MVK的缺失在mvk-1突变体中导致对细胞外腺苷三磷酸（eATP）的异常响应，表现为钙离子浓度下降和蛋白激酶3/6（MPK3/6）磷酸化显着减少。通过基因定位和测序，科学家们揭示了MVK基因突变导致转录提前终止的机制，而突变体的缺陷通过表达挽救得以弥补。MVK在植物体内广泛分布，特别是在细胞增殖活跃的组织中表现出高表达水平。
MVK在MVA途径中扮演着关键催化剂的角色，催化MVP的生成。mvk-1突变体表现出MVP和下游代谢物异戊烯焦磷酸（IPP）的减少，但当受到eATP刺激时，部分恢复了钙离子反应。这项研究揭示了MVK与防御信号受体P2K1之间的紧密联系，S329和T342位点是P2K1磷酸化的关键位点。通过调控MVA通路，MVK对ATP信号传递起到了调控作用，从而影响植物的免疫反应。mvk-1突变体易受病原体侵袭，原因在于其防御机制的削弱。
关键基因在植物代谢中的作用
- Jin, Song, & Nikolau (2012): 两个同源乙酰乙酰辅酶A硫酯酶基因对植物生长发育起着基础作用。
- Suzuki et al. (2004): HMG1基因的失活影响植物生长，导致矮化、早衰和雄性不育，胆固醇水平降低。
- Okada et al. (2008): 确认了异戊烯基焦磷酸异构酶在MVA途径和植物发育中的不可或缺。
- Cho et al. (2017): 揭示了植物如何感知并响应细胞外ATP的复杂机制。
- Porter (1985): 早期的研究探讨了甲瓦龙酸激酶在代谢调控中的重要作用。
这一突破性研究不仅深化了我们对嘌呤能信号传导和MVA通路的理解，也为植物遗传改良提供了新的靶点。通过MVK和P2K1之间的相互作用，科学家们正在探索如何利用这一发现，以提高植物的抗逆性和生长效率，为未来的作物改良打开新的可能。
深入探索：Nature论文链接 https://www.nature.com/articles/s41467-022-28150-w
这个发现为植物生物学领域带来了新的见解，让我们对植物如何通过精细调控代谢途径以应对环境挑战有了更深的认识。
B. 嘌呤的意思是什么
嘌呤是一种化学结构，由嘧啶环与咪唑环并合而成，分子式为C5H4N4。这种晶体碱可以从尿酸中提取，是许多从尿酸衍生的化合物的母体，比如尿囊素和阿脲。嘌呤在生物体内扮演着重要角色，是DNA和RNA分子的基本构成单元之一，同时也是能量代谢中的关键分子。嘌呤通过一系列复杂的生化反应，在生物体内参与DNA合成、能量转移和信号传导等多种生物过程。
在人体内，嘌呤的代谢主要发生在肝脏中。当食物中的嘌呤被消化吸收后，它们会进入血液，随后在肝脏中被转化为尿酸。尿酸是嘌呤代谢的终产物，如果体内尿酸水平过高，可能会引发痛风等疾病。因此，嘌呤的代谢平衡对维持身体健康至关重要。
嘌呤还存在于许多食物中，如内脏、红肉、海鲜等，适量摄入有助于身体的正常代谢。但过量摄入则可能导致尿酸水平升高，增加患痛风的风险。因此，了解嘌呤的来源和代谢过程，有助于人们更好地控制饮食，维护身体健康。
此外，嘌呤不仅是生物体内的重要组成部分，也是科学研究的热点之一。通过对嘌呤结构和功能的研究，科学家们能够更好地理解DNA复制、RNA转录等基本生命过程，以及一些与嘌呤代谢紊乱相关的疾病，如痛风和某些类型的癌症。这些研究为开发新的治疗方法和药物提供了理论基础。