One Way mehr Pflanzen helfen menschliche Gesundheit

Eine kleine Pflanze mit dem Namen Arabidopsis Thaliana nur geholfen Wissenschaftler neue Hinweise auf die täglichen Zyklen vieler Organismen, einschließlich Menschen auszugraben. Dies ist die neueste in einer langen Reihe von Forschung, vieles davon von den National Institutes of Health, das Pflanzen verwendet, um Rätsel zu lösen in menschliche Gesundheit unterstützt.

Während andere Modellorganismen mehr mit uns gemeinsam haben mag, bieten Grüns wie Arabidopsis einen wichtigen Einblick in Genetik, Zellteilung und besonders leicht zu spüren, der 24-Stunden Verhaltens Zyklen genannt Tagesrhythmus antreibt.

Einige menschlichen Zellen, einschließlich Krebszellen, teilen mit einem 24-Stunden-Rhythmus. Eines der wichtigsten menschlichen zirkadianen Rhythmus Gene, Cryptochrome, wurde Diabetes und Depressionen zugeordnet. Beide dieser Entdeckungen wuchs von der Arbeit mit Pflanzen.

"Stämme haben wir nicht und wir nicht blühen, aber unsere Körperteile, wie die von Pflanzen, von zirkadianen Taktgeber kontrolliert werden", sagt NIH Genetiker Laurie Tompkins. "Uhren funktionieren mehr oder weniger die gleiche Weise in allen Organismen, aber einige Aspekte der Clock-Funktion lassen sich leichter in Pflanzen zu studieren."

Ausschalten der Beleuchtung für Wachstum

Das neue Werk, das diese Woche in der frühen Online-Publikation der Zeitschrift Natureveröffentlicht wurde untersucht, warum Arabidopsis seinen großen Stamm wächst im Dunkeln – ein Muster für die meisten Pflanzen. Biologe Steve Kay und Kollegen an der University of California, San Diego, ergibt sich Berichten, dass eine bestimmte Trio von Proteinen den Rhythmus in Arabidopsis reguliert .

Die Gruppe von Proteinen, genannt am Abend Komplex, arbeitet am frühen Abend um zwei Gene zum Schweigen zu bringen, die in der Regel Pflanzenwachstum zu fördern. Wenn der Abend Komplex Aktivität von ein paar Stunden vor der Morgendämmerung Wanderwege, Proteine lösen Sie die Bremsen auf Wachstum und Pflanzen geben Sie ihre nächtlichen Phase des raschen Stamm Dehnung.

Wenn Kay Team die drei Gene, die code für die Abend-Komplex mutiert, sie bemerkt, dass dies die Arabidopsis biologische Uhr run out of Sync gemacht — Stiele wuchs ungewöhnlich lange und blühenden früh.

Wissenschaftler sind noch nicht sicher warum Nacht die beste Zeit für Stiele ist wachsen, aber Kay, dass es hat spekuliert zu tun mit Ressourcen effizient zu nutzen. Pflanzen Kohlenstoff und Stickstoff im Laufe des Tages abholen, dann speichern diese essentiellen Nährstoffe wie Stärke und Proteine. "In der späteren Nacht, können sie diese Ressourcen koordiniert die Bausteine für Stammwachstum, zu freizugeben", sagt Kay.

"Unser Verständnis für die menschliche Gesundheit und die Rolle der Uhren in Gesundheit und Krankheit stark profitieren können vom Studium der Funktionsweise von Uhren in Pflanzen,", fügt er hinzu.

Kays Arbeit könnte auch beleuchten wie Uhrengene Zellteilung in menschlicher Embryonen regulieren.

Aus Pflanzen zur Heilung

Wissenschaftler wie Kay grundlegende biologische Fragen interessiert sind, aber andere, die mit Pflanzen zu arbeiten, haben ihre Augen auf zukünftige Krankheiten Therapien.

Pflanzlichen Molekülen, sind zum Beispiel Ziel Stauseen von HIV verwendet, die in ihren Wirten zu verbergen. An der University of California, Berkeley, ist Chemiker Jay Keasling auf der Suche nach einfachen Möglichkeiten, um Mikroben, größere Mengen dieser pflanzliche Moleküle zu geringeren Kosten zu produzieren.

Wie Pflanzen wie Arabidopsis schädliche Gene unterdrücken können auch helfen, HIV-Therapien zu verbessern. Ein Team von Biologen, die unter der Leitung von Craig Pikaard an der Washington University in St. Louis untersucht RNA-Polymerasen, Chemikalien wichtig bei der Bestimmung, welche Gene eingeschaltet zu bekommen, um zu lernen, wie Pflanzen schädlichen Virus stammenden Gene zum Schweigen bringen. Ähnliche Stummschaltungs-Wege könnte für HIV-Therapien nutzbar gemacht werden.

Ganz allgemein sind Wissenschaftler in Richtung Pflanzen als Arzneimittel Quelle suchen. Chemiker Sarah O'Connor am MIT ist genetisch engineering Immergrün Pflanzen, die natürliche Quelle für das Krebsmedikament Vinblastin, Varianten des Medikaments mit Halogenen befestigt herstellen. Halogene bilden einige Medikamente im Körper länger, was bedeutet diese bohrenden Immergrün Fähigkeiten kann Krebstherapien effektiver gestalten.

Weitere Informationen:

• Circadiane Rhythmen Factsheet
• Modell-Organismen-Fact-Sheet

Diese im Life Science-Artikel wurde bereitgestellt, um LiveScience in Zusammenarbeit mit dem National Institute of General Medical Sciences, Teil der National Institutes of Health.