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農(nóng)作物和其他植物經(jīng)常受到微生物的攻擊，包括細菌、病毒和其他病原體。當植物感覺到微生物入侵時，它的細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)化學湯會發(fā)生深刻的變化。在最近發(fā)表在《細胞》雜志上的一項新研究中，研究人員揭示了植物細胞中的關鍵成分，這些成分對其蛋白質(zhì)制造機器進行了重新編程以對抗疾病。

每年，大約15%的作物產(chǎn)量因細菌和真菌疾病而損失，使全球經(jīng)濟損失約2200億美元。植物依靠其免疫系統(tǒng)來幫助它們進行反擊。與動物不同，植物沒有專門的免疫細胞，可以通過血液到達感染的地點。相反，植物中的每一個細胞都必須能夠站立和戰(zhàn)斗來保護自己，迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)斗模式。

當植物受到攻擊時，它們將優(yōu)先事項從生長轉(zhuǎn)向防御。這意味著細胞開始合成新的蛋白質(zhì)并抑制其他蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。細胞中數(shù)以萬計的蛋白質(zhì)做了許多工作：催化反應，識別外來物質(zhì)，作為化學信使，并將材料移入和移出。為了制造一種特定的蛋白質(zhì)，細胞核內(nèi)的DNA中遺傳指令被轉(zhuǎn)錄成一種叫做mRNA的信使分子。這條mRNA鏈然后進入細胞質(zhì)，在那里被稱為核糖體的結(jié)構(gòu)"讀取"信息并將其翻譯成蛋白質(zhì)。

在一項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)當植物被感染時，某些mRNA分子會比其他分子更快地翻譯成蛋白質(zhì)。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些mRNA分子的共同點是RNA鏈前端的一個區(qū)域，其遺傳密碼中的字母反復出現(xiàn)，其中核苷酸堿基腺嘌呤和鳥嘌呤不斷重復。研究人員證明，當植物檢測到病原體攻擊時，為核糖體登陸和讀取mRNA提供信號的分子路標被移除，這使細胞無法制造其典型的"和平時期"蛋白質(zhì)。

相反，核糖體繞過通常的翻譯起點，使用RNA分子內(nèi)反復出現(xiàn)的As和Gs區(qū)域進行對接，并從那里開始閱讀，基本上走了一條捷徑，通過了解植物如何取得這種平衡，研究人員希望找到新的方法來設計抗病作物，而不影響產(chǎn)量。