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　　新華社上海3月1日電（記者張建松）在一項最新研究中，我國科學家成功解析葉綠體基因“轉(zhuǎn)錄機器”的構(gòu)造，填補了“生命天書”中一項研究空白。

　　3月1日，國際學術(shù)期刊《細胞》在線發(fā)表了由中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心張余研究團隊和華中農(nóng)業(yè)大學周菲研究團隊合作完成的這項研究論文，并作為封面文章，封面圖片展現(xiàn)了葉綠體基因“轉(zhuǎn)錄機器”——葉綠體PEP極其復雜的構(gòu)造。

　　葉綠體基因“轉(zhuǎn)錄機器”——葉綠體PEP的復雜構(gòu)造。（中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心供圖）

　　“地球上生命有三種形式：細菌、古菌和真核生物，每一種生命形式的基因轉(zhuǎn)錄機器構(gòu)造都不相同。葉綠體PEP構(gòu)造的成功解析，填補了這個拼圖的最后一個空白?！睆堄嘌芯繂T說。

　　“轉(zhuǎn)錄”是“生命天書”特有的閱讀方式。生命的遺傳信息寫在DNA上，首先要被轉(zhuǎn)錄為RNA，才能被翻譯成蛋白質(zhì)，最終實現(xiàn)生命的各種功能。

　　葉綠體是植物光合作用的場所。大約15億年前，原始的真核細胞吞噬了藍細菌，進化出真核單細胞藻，最后進化出高等植物。葉綠體PEP作為葉綠體DNA的“轉(zhuǎn)錄機器”，負責葉綠體的發(fā)育和其功能發(fā)揮。漫長的進化過程，讓葉綠體PEP構(gòu)造變得十分復雜，一直不為人們所知。

　　張余和周菲兩個研究團隊緊密合作，首先利用葉綠體轉(zhuǎn)化技術(shù)，構(gòu)建了葉綠體轉(zhuǎn)基因煙草；隨后通過親和純化的方式，獲得了完整的葉綠體PEP研究樣品；最后利用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)，成功解析了葉綠體PEP構(gòu)造。

　　研究表明，葉綠體PEP一共有20個“裝配部件”（蛋白亞基），組成了5個功能模塊（催化模塊、支架模塊、保護模塊、RNA模塊和調(diào)控模塊）。催化模塊由葉綠體基因組編碼，其蛋白亞基起源于藍細菌。其他模塊由細胞核基因組編碼，其大部分蛋白亞基起源于真核細胞，在細胞質(zhì)翻譯后運輸至葉綠體完成組裝。

　　2月28日，張余研究員介紹葉綠體基因“轉(zhuǎn)錄機器”最新研究成果。新華社記者張建松 攝

　　“葉綠體PEP是目前已知最復雜的基因轉(zhuǎn)錄機器，不同的功能模塊之間緊密配合、相互協(xié)助，共同完成遺傳信息從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄任務。生命的奧秘如此奇妙，讓我們在研究過程中充滿了驚嘆?！睆堄嗾f。

　　國際同行認為，這項最新研究不僅為進一步探索葉綠體基因“轉(zhuǎn)錄機器”工作模式、理解葉綠體基因表達調(diào)控方式、改造葉綠體基因表達調(diào)控網(wǎng)絡打下了基礎；在合成生物學應用方面也有廣闊應用前景，為植物葉綠體生物反應器的效率提升提供了著手點；同時，還為光合作用系統(tǒng)基因表達水平的提高提供了新思路，可望助力植物高效碳匯。

（責任編輯：秋彤）