美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校的Sam Hazen和加利福尼亞大學戴維斯分校的Siobhan Brady等植物遺傳學家發現了通過纖維素、半纖維素和木質素這三種聚合物的合成來控制細胞壁增厚的基因調控網絡。
他們說，最嚴格的聚合物—木質素，是從用于制造生物燃料的植物中提取糖的“一個主要障礙”。他們的研究進展被認為是“理解復雜的、完整的植物調控機理的基礎”以及指導后續研究人員操縱聚合物形成工藝的“地圖”，以提高生物燃料生產的效率。
這三種關鍵聚合物，存在于植物的木質部組織中，它們為植物提供機械強度和傳輸水分的防水細胞。Hazen、Brady和同事們以擬南芥作為研究對象，探索大量相互連接的轉錄因子如何調控木質部和細胞壁增厚。
一則特邀評論指出了該發現的重要性：“了解這些生物聚合物的相對比例在植物組織中是如何控制的，將是重新設計植物（生產生物燃料）的機遇。”Hazen、Brady和同事們發現了大量新的調節器，并對木質部細胞分化發育的調控進行深入地研究。
具體而言，就是使用系統的方法來確定蛋白質-DNA相互作用，他們篩選出超過460個表現在根木質部的轉錄因子，探討其結合約50個已知的參與產生細胞壁成分的基因啟動子的能力。Hazen說：“這揭示了一個高度互聯的超過240個基因、600多個蛋白質-DNA相互作用的前所未知的網絡。”
他們還發現，在木質部調節網絡中，每個細胞壁基因受平均五個不同的轉錄因子調控，這些因子來自35個不同的調控蛋白家族。此外，許多轉錄因子形成數量驚人的前饋回路，共同調控靶基因。
換句話說，大多數蛋白中，包括了細胞周期調控、直接分化綁定的纖維素基因調控和其他轉錄調控等功能，而不是像制作纖維素一樣，由一系列通斷開關導致一個最終的動作。這為植物提供了很多可能的組合方式，以應對和適應環境壓力，例如鹽堿化或干旱。
盡管這項研究可以識別交互節點，但是使用的技術不能準確地確定什么類型的前饋回路存在于木質部的調控網絡中。然而，這為未來的研究工作提供了一個框架，使得研究人員可以操縱這個網絡并改變能源作物的結構，以生產生物燃料。
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