北京
作者：知乎周瑞/星球数据派，关注我们，了解更多大学数据！
来源：网络消息
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（2023最新版）
11月15日，国际顶尖学术期刊《Cell》在线发表了一项来自深圳大学刘宏涛课题组的研究成果，题为“The Arabidopsis blue-light photoreceptor CRY2 is active in darkness to inhibit root growth”。这项研究不仅打破了传统研究框架，更在光信号转导领域开辟了一片全新的天地，揭示了蓝光受体隐花素CRY2在非光激发态下的特异功能，为农作物生长发育的调控提供了前所未有的理论支撑。
光，作为地球上生命活动的重要能量来源和信号分子，其对生物体的影响早已被科学家们所关注。在植物界，光不仅是光合作用的基础，更是调控植物生长发育、适应环境变化的关键因素。蓝光，作为可见光中的一种，因其独特的波长和能量，对植物的生长和发育具有尤为显著的影响。长久以来，科学家们一直致力于揭示植物如何感知蓝光信号，并将其转化为生长发育的调控指令。隐花素（Cryptochrome，简称CRY）作为植物蓝光受体的重要成员，一直是这一领域的研究热点。
然而，传统的研究框架往往聚焦于蓝光如何“激活”CRY的功能，即当植物接收到蓝光信号时，CRY会发生怎样的构象变化，进而调控下游信号通路。然而，刘宏涛课题组的研究却跳出了这一惯性思维，首次系统地回答了拟南芥蓝光受体CRY2在未接收蓝光光子的非光激发态下，是否具有功能活性的关键问题。这一问题的提出，本身就充满了挑战和未知，因为在此之前，科学家们从未想过在黑暗中，CRY2这样的蓝光受体还能发挥任何作用。
研究团队通过一系列精细的实验设计，利用遗传学、分子生物学、生物化学和细胞生物学等手段，深入探究了CRY2在黑暗中的功能。他们惊喜地发现，当拟南芥处于黑暗环境中时，CRY2并未像人们预期的那样“沉睡”，而是通过与一种名为FL（Flavin adenine dinucleotide，黄素腺嘌呤二核苷酸）的分子结合，形成了一种具有抑制功能的复合物。这种复合物能够抑制根尖分生区细胞的分裂，从而抑制主根的伸长。这一发现彻底颠覆了人们对蓝光受体功能的传统认知，揭示了CRY2不仅具有被蓝光信号“打开”的“蓝光依赖”的功能活性，还具有被蓝光信号“关闭”的“黑暗依赖”的功能活性。
那么，蓝光又是如何“关闭”CRY2的黑暗依赖功能活性的呢？研究团队进一步发现，当拟南芥接收到蓝光信号时，CRY2会发生构象变化，形成多聚体结构。这种多聚体结构使得CRY2无法再与FL结合，从而释放了FL的功能。FL作为一种重要的信号分子，其功能的释放促进了根尖分生区细胞的分裂和主根的伸长。这一发现不仅揭示了蓝光信号调控植物生长发育的新机制，更为利用光受体改善农作物形态、调控农作物生长发育提供了坚实的理论基础。
值得注意的是，这一研究成果的取得并非易事。研究团队在实验过程中遇到了诸多挑战和困难，如如何准确检测CRY2在黑暗中的功能活性、如何解析CRY2与FL的相互作用机制等。然而，正是凭借着对科学的热爱和执着追求，研究团队最终克服了这些困难，取得了这一具有里程碑意义的成果。
此外，这一研究成果的发表也离不开深圳大学生命与海洋科学学院的支持和国家自然科学基金项目的资助。学院为研究团队提供了良好的科研环境和实验条件，使得研究能够顺利进行。而国家自然科学基金项目的资助则为研究提供了必要的经费保障，使得研究团队能够购买到高质量的试剂和耗材，进行更加深入和细致的研究。
展望未来，刘宏涛课题组将继续在光信号转导领域深耕细作，探索更多未知的科学问题。随着研究的不断深入和技术的不断进步，人类将能够更加全面地了解植物如何感知和利用光信号来调控自身的生长发育和适应环境变化。同时，这一研究成果也将为农业科技的进步和农作物产量的提高提供新的思路和策略。
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