科技日报记者 刘霞
环腺苷酸（cAMP）分子在哺乳动物细胞内扮演着重要角色，但其在植物中的功用仍不明了。在一项最新研究中，奥地利科学技术研究所与德国马克斯·普朗克分子植物生理学研究所等机构科学家联手揭示，植物同时动用两种形式的cAMP，一面精细调控日常细胞活动，一面从容应对环境胁迫。相关论文发表于最新一期《科学进展》杂志。
cAMP是一种基础的信号分子，在动物和植物细胞中皆举足轻重。在动物系统内，cAMP的主要形式名为3,5'-cAMP，参与神经细胞间的信号传递、激素信号传导及代谢功能调节。3,5'-cAMP有一个“孪生兄弟”——2,3'-cAMP。二者化学式相同，原子间的连接方式却不一样。2,3'-cAMP与RNA降解和应激反应息息相关，且其在哺乳动物细胞中的水平被严格管控，因为一旦过量，便可能产生毒性。
此次，团队研究了拟南芥植物模型中的cAMP。作为植物遗传研究领域的模式生物，拟南芥在解析植物适应环境机制方面具有重要地位。结果显示，尽管这两种形式的cAMP并存于植物体内，但植物体内2,3'-cAMP的水平，比动物体内常见的3,5'-cAMP高60多倍。
借助一系列分子与细胞生物学技术，团队发现，这两种cAMP在植物代谢、蛋白质调控和基因调节中的功能大相径庭。具体来说，3,5'-cAMP似乎负责精细调校与生长、维持、营养状态及正常细胞功能相关的应答；而2,3'-cAMP则在植物体内引发更为广泛的影响，包括专一的代谢通路和全局性的应激反应。
这两套功能之间保持着“联系”，如果一方失灵，另一方可及时补位，使植物能对更广泛的环境变化作出更稳健的响应。这些发现，或将为提高作物产量、增强植物对气候变化的抵御能力提供新思路。
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