長期以來，植物生物學(xué)家一直尋求對涉及激酶（可催化蛋白質(zhì)中關(guān)鍵生物學(xué)活性的酶）的基礎(chǔ)過程的深入了解。在氣候日益變暖的環(huán)境中，分析植物中激酶的基本過程變得更加緊迫。

某些“ SnRK2”激酶（蔗糖非發(fā)酵-1相關(guān)的蛋白激酶 -2s）是必不可少的，因?yàn)樗鼈儠?huì)在干旱條件下被激活，從而觸發(fā)稱為氣孔的葉片表面小孔的保護(hù)性封閉。這些孔讓二氧化碳進(jìn)入葉片，但是植物也由于蒸發(fā)而損失了90％以上的水分。毛孔的打開和關(guān)閉功能有助于響應(yīng)環(huán)境變化優(yōu)化生長和耐旱性。

該圖像描繪了三個(gè)擬南芥葉表面的孔或氣孔，它們表達(dá)了由加州大學(xué)圣地亞哥分校的植物生物學(xué)家開發(fā)的新型SNACS應(yīng)力納米傳感器。圖片來源：圣地亞哥加州大學(xué)施羅德實(shí)驗(yàn)室

現(xiàn)在，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的植物生物學(xué)家開發(fā)了一種新的納米傳感器，使研究人員可以監(jiān)測活植物細(xì)胞中SnRK2蛋白激酶的活性。SnRK2活動(dòng)傳感器或“ SNACS”在雜志eLife中進(jìn)行了描述。

解剖蛋白激酶活性的先前努力涉及到繁瑣的研磨植物組織和通過細(xì)胞提取物測量激酶活性的過程。每個(gè)實(shí)驗(yàn)需要100多片葉子來分析氣孔形成的“保衛(wèi)細(xì)胞”，SNACS現(xiàn)在使研究人員可以實(shí)時(shí)分析變化。

細(xì)胞生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)部門的成員，新論文的資深作者，生物科學(xué)杰出教授朱利安·施羅德說：“以前，無法研究活植物細(xì)胞中時(shí)間分辨的SnRK2活性， SNACS傳感器報(bào)告了單個(gè)活植物細(xì)胞或組織中SnRK2激酶活性的直接實(shí)時(shí)可視化�！�

研究人員描述了使用SNACS提供有關(guān)SnRK2長期存在的問題以及基礎(chǔ)與二氧化碳相互作用的新證據(jù)。研究人員表明，脫落酸是植物中的干旱脅迫激素，它可以激活激酶，但是二氧化碳含量升高則不能，從而解決了最近爭論的一個(gè)問題。

加州大學(xué)圣地亞哥分校的項(xiàng)目科學(xué)家，論文的共同作者高橋洋平（Yohei Takahashi）說：“我們的發(fā)現(xiàn)可能有益于研究人員研究植物的環(huán)境脅迫反應(yīng)，并分析植物體內(nèi)不同的信號(hào)傳導(dǎo)途徑如何相互作用。研究活植物中時(shí)間分辨的SnRK2激酶調(diào)控的能力對于理解植物細(xì)胞的環(huán)境脅迫反應(yīng)特別重要�！�

這種新的納米傳感器是由已故的加州大學(xué)圣地亞哥分校教授羅杰·錢（Roger Tsien）率先開發(fā)的方法開發(fā)的，他為此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

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