據(jù)外媒報(bào)道，植物根部和動(dòng)物胚胎依靠相同的化學(xué)物質(zhì)來成功發(fā)育。青蛙卵與抗衰老面霜有什么共同之處？它們的成功取決于一組名為視黃醇的化學(xué)物質(zhì)，它們能夠生成和重新生成組織。對(duì)植物的一項(xiàng)新研究表明，視黃醇的組織生成能力也負(fù)責(zé)根部的適當(dāng)發(fā)展。

　　在8月26日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究中，由加州大學(xué)圣迭戈分校副教授Alexandra Dickinson和杜克大學(xué)Paul Kramer生物學(xué)杰出教授Philip Benfey領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組確定了在觸發(fā)植物側(cè)根發(fā)展中起關(guān)鍵作用的化合物：視黃醛。

　　在人類以及所有脊椎動(dòng)物中，將受精卵變成一個(gè)有小心臟的胚胎，需要干細(xì)胞分化、專業(yè)化，并產(chǎn)生特定的組織，如骨骼、血管和神經(jīng)系統(tǒng)。這個(gè)過程是由視黃醇啟動(dòng)和調(diào)節(jié)的。不過，動(dòng)物不能生產(chǎn)自己的視黃醇，它們必須從植物或吃植物的動(dòng)物那里攝取。

　　Dickinson說："我們知道植物有能力生產(chǎn)這種化合物，它對(duì)動(dòng)物的發(fā)育非常重要，因此檢查它在植物發(fā)育中的作用也是非常值得關(guān)注的，"她領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究是她在杜克大學(xué)博士后研究的一部分。

　　為了使植物能夠很好地利用視黃醇，視黃醇分子必須與植物細(xì)胞內(nèi)的一種蛋白質(zhì)形成一個(gè)“標(biāo)簽組”，這一過程稱為蛋白質(zhì)結(jié)合。

　　為了測(cè)試視黃醇是否確實(shí)是側(cè)根發(fā)育的原因，Dickinson和她的團(tuán)隊(duì)用一種染料處理幼苗，這種染料在視黃醇被細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)合后會(huì)發(fā)光。隨著幼苗的生長(zhǎng)，主根的頂端附近出現(xiàn)了發(fā)光的小點(diǎn)。不久之后，一個(gè)側(cè)根會(huì)從這些發(fā)光點(diǎn)上長(zhǎng)出來。隨著幼苗的生長(zhǎng)，這一過程以固定的時(shí)間間隔重復(fù)，顯示出側(cè)根的生長(zhǎng)先于視黃醇結(jié)合的峰值。

　　為了證實(shí)他們的發(fā)現(xiàn)，研究小組將視黃醇直接作用于植物的主根。得到視黃醇促進(jìn)劑的幼苗比正常的幼苗長(zhǎng)出了更多的側(cè)根。為了更加確定，研究小組應(yīng)用了一種化合物，使植物無法產(chǎn)生視黃醇，并看到這些幼苗產(chǎn)生了非常少的側(cè)根。

　　然后他們將視黃醇直接應(yīng)用到這些幼苗的主根上，果然，在應(yīng)用了視黃醇的地方，側(cè)根開始發(fā)育。

　　Benfey說：“我們研究這個(gè)問題的所有方法都是非常積極的結(jié)果。如果一個(gè)胚胎在其發(fā)育過程中缺乏視黃醇，它將會(huì)有發(fā)育缺陷。這與植物和它們的側(cè)根所發(fā)生的事情驚人地相似?！?/p>

　　而且相似之處還不止于此：動(dòng)物胚胎的細(xì)胞依靠特殊的蛋白質(zhì)從其周圍環(huán)境中獲取視黃醇。植物產(chǎn)生它們自己的視黃醇，但它們?nèi)匀恍枰厥獾牡鞍踪|(zhì)來結(jié)合它們并激活發(fā)育過程。

　　研究小組發(fā)現(xiàn)，植物用來結(jié)合視黃醇的蛋白質(zhì)是動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)的“二重奏”。它們是不同的，但有類似的結(jié)構(gòu)和形狀。

　　Benfey表示：“我們既發(fā)現(xiàn)了觸發(fā)根部發(fā)育的信號(hào)，又發(fā)現(xiàn)了與之結(jié)合的蛋白質(zhì)，這相當(dāng)令人興奮。”

　　植物和脊椎動(dòng)物是非常不同的生物體，發(fā)現(xiàn)兩者在發(fā)育過程中都使用密切相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)來生成新的組織，這是自然界在兩種非常不同的生物體中獨(dú)立達(dá)成類似問題解決方案的一個(gè)例子，這種現(xiàn)象被稱為"趨同進(jìn)化"。

　　視黃醇有多種醫(yī)療用途，從痤瘡膏到癌癥治療。發(fā)現(xiàn)它們調(diào)節(jié)植物根部組織發(fā)育的確切方式，為研究人員打開了一扇全新的大門。

　　Dickinson表示：“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一條新的途徑，它向細(xì)胞提供信息，并說服它們建立一個(gè)新的器官，而不是做它們最初被分配的工作。因此，也許我們可以從植物中獲取一些東西，并利用它來更好地理解人類中發(fā)生的事情?！?/p>