第94期--ATP信号转导途径：胞外ATP触发胡杨的程序性细胞死亡

 

ATP不仅是活细胞的能量来源，也是植物细胞信号转导途径中的重要物质。大量的证据表明胞外的ATP（eATP）调节植物的膜电势、气孔开度、棉花纤维的伸长、根毛和花粉管的生长、生长素的转运、基因表达和细胞活性。eATP调节高等植物细胞活性和病原防御反应。但是，ATP的信号转导过程和参与的植物程序性细胞死亡（PCD）的分子网络还没阐明。

2011年，北京林业大学的陈少良教授实验室使用非损伤微测技术、激光共聚焦显微镜等方法研究了eATP诱导的PCD信号转导途径，发现eATP激活胡杨的程序性细胞死亡，出现细胞质皱缩、染色质聚集和DNA片段化。同时胞质中Ca²⁺升高，导致H₂O₂积累，线粒体跨膜电势增加，细胞色素c释放。而且，eATP诱导胞内ATP增加，这对半胱氨酸水解酶和随后的PCD必不可少，与线粒体跨膜电势的增加有关。因此，根据研究结果推测ATP是通过结合质膜上的嘌呤受体，引起下游中间信号反应，这种PCD信号被动物P2受体拮抗剂suramin所终止。

这项研究阐述了胡杨PCD中的ATP信号途径，建立了eATP诱导PCD的模型，为进一步认识ATP的信号网络提供了必不可少的证据。此研究和活体测定方法也为其他类似的研究提供了思路，例如H₂O₂、谷氨酸（Glu）等新的信号途径的研究。

 

关键词：非损伤微测技术，Ca²⁺，eATP，H₂O₂，线粒体，NO，PCD

参考文献：Sun J, et al. Plant Cell Environ. 2011 Nov 9. doi: 10.1111/j.1365-3040.2011.02461.x

 

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