植物伤口酚香引来的天然跨界注射器:根癌农杆菌 Ti 质粒 T-DNA 创世记
1977 年 6月1日 · 乙酰丁香酮(Acetosyringone)诱导液、农杆菌受体菌株甘油管与烟草叶圆片共培养分化培养基
你知道吗?
在人类学会用限制酶做基因工程的几十亿年前,土壤农杆菌早就带着单链DNA穿透界门纲目科属种,把真核植物改造成自己的代工厂了。
走进任何一间现代植物生物技术实验室,培育转基因作物或搞植物合成生物学,操作流程里永远少不了那一管“农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)”。这把大自然最完美的“植物基因注射枪”,最初却只是一种导致树木根颈长出丑陋瘿瘤的常见林木病原菌。
华盛顿大学的玛丽-戴尔·奇尔顿团队在20世纪70年代解开了这出奇迹。奇尔顿在1977年6月的《Cell》上铁证如山地证实:农杆菌之所以能诱使植物长成肿瘤,是因为其体内巨大的“诱瘤质粒(Ti质粒)”上有一段T-DNA,在感染过程中物理脱离细菌、跨界整合进了植物细胞核的宿主染色体中!
生化机制更加扣人心弦:当植物根茎破损时,受损细胞释放出微量酚类“乙酰丁香酮”;农杆菌膜上的VirA感知到这缕酚香立刻自体磷酸化,激活VirG组装出一台庞大的IV型分泌系统注射通道,随后VirD2剪切并牵引T-DNA单链滑入植物细胞核,把植物改造成制造细菌专属营养的代工厂!