揭示植物中关键光合作用途径的重要性的新线索

光合作用是最重要的化学反应之一，不仅对植物而且对整个世界都是如此。光合作用的影响和重要性几乎是不可低估的。因此，科学界长期以来对使光合作用发生的反应和物理现象着迷是有道理的。这些现象之一是递质毒素/硫代红霉素(Fd/Trx)途径。

Fd/Trx途径大约在半个世纪前被发现，长期以来一直被认为是调节叶绿体中许多依赖光的反应，叶绿体是发生光合作用的器官。长期以来，人们认为Fd/Trx途径对植物极为重要，因为它激活了叶绿体中的几种酶，作为对光的反应。然而，由于两个原因，这些假设受到了挑战。首先是由于发现了叶子中的其他途径，这些途径也可以激活叶绿体酶。第二是因为到目前为止，还没有研究过Fd/Trx途径的抑制对植物的影响。

为了解决这个问题，东京工业大学(Tokyo Tech)的一个研究小组在副教授Keisuke Yoshida的领导下，使用CRISPR/Cas9技术创造了一个突变的植物拟南芥标本。这个标本经过基因工程改造，使其Fd/Trx途径完全缺陷。据吉田博士说："通过创建一个具有缺陷的Fd/Trx途径的模型，我们能够发现它在植物中的实际生物学意义，这导致了一些令人兴奋的发现。"这篇论文发表在《生物化学杂志》上。

研究人员观察了这些新的突变体标本，并将它们与未突变的植物进行了比较，以看到其中的差异，从而了解Fd/Trx途径的影响。为了评估该途径在激活叶绿体中依赖光的反应方面的作用，研究人员对植物进行了不同强度的光照，然后检查了叶绿体中酶的状态。在未突变的野生植物中，这些酶已经从氧化状态转变为还原状态。相反，在突变的植物中，没有任何一种酶改变了它们的状态。突变的植物还显示出叶绿体发育异常，光合作用的能力下降。ATP合成酶是突变株中唯一显示还原反应的酶。这种酶是合成ATP的关键，ATP是所有生物体的能量储存分子。ATP合成酶的激活是通过各种途径进行的，并没有受到有缺陷的Fd/Trx途径的很大影响。

总而言之，研究人员发现，Fd/Trx途径对于叶片中许多依赖光的酶的激活反应是不可缺少的。Fd/Trx途径对高效的光合作用也很重要，而光合作用对植物的正常生长至关重要。

据吉田博士说："我们从这项研究中获得的对植物中Fd/Trx途径的工作和重要性的见解，使我们对植物内发生的复杂机制有了更深的了解。这项研究还推动我们深入研究并回答与光合作用过程有关的许多其他问题，以便我们能够充分了解这个为整个世界提供动力的令人敬畏的过程。"