科学家发现时钟基因如何唤醒绿藻

2021-10-10 08:39:09
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  日本名古屋大学的一组研究人员发现了绿藻中昼夜节律从昼夜转变的机制。该发现发表在《PLOS Genetics》杂志上,可用于绿藻生产更多的脂质,这是一种可持续的生物燃料来源。

  绿藻类光合生物主要生活在湖泊、池塘和农产品脂类内部。像大多数生物一样,绿藻具有昼夜节律,调节其日常光合作用。但是,他们昼夜节律的机制以前没有说明。
  名古屋大学基因研究中心Takuy??amatsuo团队及其同事使用淡水绿藻Chlamydomonashreinhardtiiii进行昼夜节律研究。
  松尾说:“我们以前已经发现一种叫做ROC75的基因以某种方式参与了莱茵衣藻的昼夜节律。在这项新研究中,研究小组进一步研究了ROC75在同一种类中的作用。结果表明,ROC75基因从黎明到白天都起作用,并通过抑制夜间阶段性时钟基因的活性,帮助将绿藻的昼夜节律从黑夜转变为白天。
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  为了证明这一点,研究小组人为地控制了ROC75的活性。当ROC75被抑制时,没有观察到藻类的昼夜节律。然后,ROC75的活性恢复时,昼夜节律恢复。此外,经过多次实验,研究人员发现,藻类的生物钟已经重新开始,就像早上到来一样持续滴答滴答。因此,研究小组得出结论,ROC75在将绿藻的昼夜节律从黑夜转变为白天方面起着至关重要的作用。
  “这项研究表明,通过控制ROC75的活性,我们可以随时随地唤醒绿藻,从而增强其光合活性。这样我们就可以让绿藻产生更多的脂肪,这些脂肪可以转化为生物燃料。松尾说。
  ROC75的作用反映了绿藻在进化过程中决定继续在水中生活后采用的生存战略。我相信这项研究在理解昼夜生物钟的机制和进化历史上迈出了一步绿色植物。
  论文“ ROC75作为莱茵衣藻昼夜节律振荡器白天成分的作用”发表在2020年6月17日的PLOS Genetics杂志上。