解读“生命之书”：中国科学家填补叶绿体基因“转录机”研究空白。
在最近的一项研究中，中国科学家成功分析了叶绿体基因“转录机”的结构，填补了《生命之书》的研究空白。
3月1日，国际学术期刊《细胞》刊登了中国科学院分子植物科学卓越研究中心张宇研究团队和华中农业大学周飞研究团队完成的研究成果。
叶绿体PEP的复杂结构，叶绿体基因的“转录机器”。 （图片由中国科学院分子植物科学卓越研究中心提供）
地球上有三种生命形式：细菌、古细菌和真核生物，每种生命形式都有不同的基因转录机制结构。 叶绿体PEP结构的成功阐明填补了这个难题的最后一个空白。 “研究员张宇说。
“抄录”是一种独特的阅读“生命之书”的方式。 生命的遗传信息写在DNA上，必须先转录成RNA，然后才能翻译成蛋白质，最后实现生命的各种功能。
叶绿体是植物光合作用的场所。 大约15亿年前，原始真核细胞吞噬蓝藻，进化出真核单细胞藻类，最后进化成高等植物。 叶绿体PEP充当叶绿体DNA的“转录机器”，负责叶绿体的发育和功能。 漫长的进化过程使叶绿体PEP的结构非常复杂，一直为人们所熟知。
张宇和周飞两个研究团队紧密合作，利用叶绿体转化技术构建叶绿体转基因烟草。 随后，通过亲和纯化获得完整的叶绿体PEP研究样品。 最后，采用单颗粒冷冻电子显微镜成功分析了叶绿体PEP的结构。
研究表明，叶绿体PEP共有20个“组装部件”（蛋白质亚基），构成5个功能模块（催化模块、支架模块、保护模块、RNA模块和调控模块）。 催化模块由叶绿体基因组编码，其蛋白质亚基来源于蓝藻。 其他模块由核基因组编码，其大部分蛋白质亚基起源于真核细胞，并在细胞质翻译后转运到叶绿体进行组装。
2月28日，研究员张宇介绍了叶绿体基因“转录机”的最新研究成果。 新华社记者张建松摄。
叶绿体PEP是目前已知的最复杂的基因转录机，不同的功能模块相互紧密配合，完成遗传信息从DNA到RNA的转录。 生命的奥秘是如此美妙，以至于我们在研究过程中充满了惊奇。 张宇说。
国际同行认为，这一最新研究不仅为进一步探索叶绿体基因“转录机”的工作模式、了解叶绿体基因表达的调控模式、修饰叶绿体基因表达的调控网络奠定了基础。 在合成生物学应用中也具有广阔的应用前景，为提高植物叶绿体生物反应器的效率提供了起点。 同时，也为提高光合作用系统中基因表达水平提供了新的思路，有望帮助植物高效吸收碳。
*：新华社。