文章图片
【从植物中，研究人类的精神疾病？耶鲁大学开创了先河】
文章图片
文章图片
文章图片
从植物中研究人类的精神疾病 ， 看到这行字 ， 很多人可能觉得不可思议 ， 人类的精神疾病跟植物有什么关系？况且 ， 植物没有大脑 ， 也就没有“精神” ， 它们哪来的精神疾病？
但美国耶鲁大学的科学家们真的就这么做了 ， 并且他们已经在研究中迈出了重要的第一步 。 在最近发表于《细胞和分子生命科学》（Cellular and Molecular Life Sciences）上的一项新研究中 ， 科学家们调查了植物和哺乳动物中一种非常相似的基因 ， 并研究了这种基因如何影响它们各自的行为 。
研究人员在多年前就开始对一种观点感兴趣 ， 即地球上的所有生物都具有某种同源性 ， 这种同源性 ， 让地球上所有的生物在形态上或行为上具有某种相似性 。
当研究人员开始研究行为和细胞内产生能量的线粒体特殊结构时 ， 这个想法不断浮现在他们的脑海中 。 科学家们既然能够改变动物的线粒体基因 ， 看看行为发生了什么变化 ， 那么也能对植物中的类似基因进行同样的尝试 。 最终 ， 就能通过对植物的研究 ， 可能更好地了解人类的行为 。 研究人员说 ， 如果你把这个想法再推进一步 ， 也许有可能培育出一种有“精神分裂症”的植物 。
“如果你能开发出这样一个模型 ， 那就意味着你将拥有替代物种 ， 而不仅仅是哺乳动物 ， 来探索人类行为的各个方面 ， ”研究论文的资深作者塔马斯·霍瓦思教授（Tamas Horvath）说 。 他指出 ， 这是比较医学的目标 ， 以了解如何将非人类模型用于研究人类状况 。
在这项研究中 ， 霍瓦思教授和他的同事们研究了在一种叫作拟南芥的小型开花植物中发现的线粒体基因（友好线粒体 ， 简称FMT）和在小鼠中发现的一个非常相似的基因（簇状线粒体同源物 ， 简称CLUH） 。
线粒体调节新陈代谢等重要功能 ， 对维持健康至关重要 。 在植物和人类中 ， 功能失调的线粒体都会影响发育并导致疾病 ， 包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和人类精神分裂症等神经退行性疾病 。
在这项研究中 ， 研究人员比较了正常的植物、没有FMT的植物和FMT过度活跃的植物 ， 以更好地了解基因的作用 。 他们发现 ， FMT基因影响许多重要特性 ， 包括种子发芽、根长、开花时间和叶片生长 。
他们还研究了两种重要的植物行为 ， 首先是盐胁迫反应 。 过多的盐会杀死植物 ， 所以很多植物在亿万年的进化中已经具备主动避开高浓度盐分的能力 。 当环境中的盐过多时 ， 植物往往会停止发芽 ， 推迟开花 ， 根系生长混乱 。 研究人员发现 ， FMT对这些避盐行为至关重要 。
他们研究的第二种植物行为被称为基于昼夜节律的后催眠行为运动 。 霍瓦思教授说：“植物受到昼夜节律的极大影响 ， 因为光是它们的关键能源 。 ”对于拟南芥来说 ， 后催眠行为包括其叶片昼夜移动的方式 。 白天 ， 它的叶子更平坦 ， 更多地暴露在阳光下 。 晚上 ， 当没有阳光可以吸收时 ， 叶子会向上倾斜 。 霍瓦思和他的同事发现 ， FMT在这一行为中也起着重要作用 ， 调节树叶移动的程度和速度 。
为了将其与哺乳动物联系起来 ， 研究人员评估了多种小鼠行为 ， 将典型的小鼠与CLUH减少的小鼠进行比较 。 而CLUH是一种与FMT非常相似的基因 。 通过将小鼠置于开放环境中的行为测试 ， 他们观察到 ， 与同类小鼠相比 ， CLUH较少的小鼠速度较慢 ， 行走距离较短 。
霍瓦思教授说：“老鼠的反应与植物相似 ， 速度和整体运动能力都发生了改变 。 这是初步的 ， 但它仍然表明 ， 你可以有线粒体相关的机制来解码动植物中类似的功能 。 ”
虽然还有更多的研究工作要做 ， 但这是令人兴奋的第一步 ， 霍瓦思教授说 。 像拟南芥和哺乳动物这样的植物共享几个相似的基因和细胞过程 ， 还有很多 ， 而不仅仅是FMT和CLUH 。 研究人员的长期目标是开发一种图谱 ， 对动植物之间的这些相似之处进行分类 ， 并用它更有力地进行问题研究 。
推荐阅读
- 研究表明，近50年来动物种群已减少68％，家猫破坏力被严重低估
- 人类身上有1%的尼安德特人基因，这点基因虽然少，但却严重危害我们
- 基因决定人的死亡时间？研究：占30%，人死亡之后知道自己死了
- 太空育种市场远超2000亿，为何要携带种子上太空？对人体是否安全？
- 科学家在澳洲海岸发现世界上最大植物 从一颗种到一片田面积是曼哈顿的3倍
- 澳洲海底发现千年古海神草生长逾200平方公里成全球最大植物
- 基因隔离：人猿没有办法产生后代，也是违背自然规律的
- 飞到2200光年之处，可以看到大秦帝国？科学家的解释让人沉思！
- 动物的复仇