一个耳熟能详的新闻故事是这样的 生物学家发现了这个基因……但有时故事会更复杂。 Carl Procko 和同事们 使用 CRISPR 基因编辑工具改造维纳斯捕蝇草植物 据报道，这是第一次 当代生物学。 通过突变触发毛发基因，他们旨在揭示这些食肉植物如何感知猎物的触摸以关闭陷阱。 了解生物学可以更好地理解许多植物中的信号传导。
捕蝇草进化出了一些巧妙的生物学，可以将它们的叶子变成捕捉昆虫猎物的陷阱。 从叶子上伸出的扳机毛可以感知着陆虫的触碰。 这会引发电信号，使受害者周围的两个瓣在不到一秒的时间内闭合。
普罗科和同事检查了两个基因 鹟1 和 2。 这些基因似乎与 捕蝇草 信号系统。 科学家们决定通过敲除这些基因来研究这些基因如何对植物的感官做出贡献。 使用基因编辑方法 CRISPR-Cas9，他们可以使基因失活并观察植物发生了什么。
最初，他们遇到了一个小问题。 他们使用连接到显微操作器的移液器。 利用这一点，他们可以将植物的扳机毛弯曲 5° 到 30° 之间。 他们发现，在没有 FLYCATCHER 1 的情况下，他们无法发现标准植物和突变体之间的差异。这个结果是一个问题。 普罗科和同事写道。
缺乏可检测的差异 飞c1 在我们严酷的基于触摸的测定中，突变叶子可能是由于触发毛的偏转足够大以克服感觉损失中的任何微妙缺陷。 事实上，扳机极其灵敏，可以检测到几度的角度偏转。 因此，为了更精细地评估叶子对机械刺激的反应能力，我们开发了一种新型的基于超声波的检测方法。 将分离的开放式陷阱放置在一个叶瓣上，该叶瓣搁置在直径为 2 厘米的换能器顶部的超声波凝胶上。 然后以增加峰值负压（PNP）的脉冲机械超声波的形式施加机械刺激，直到疏水阀关闭。
普罗科 等。 2023
结果显示 捕蝇器 当昆虫落在它们身上时，触发毛发基因发生突变的毛发仍然能够闭合。 然而，与普通植物相比，它们需要更强的超声波脉冲才能快速关闭。 这表明 捕蝇器 基因对触觉有贡献，但不是唯一的原因。 而不是 捕蝇器 基因是陷阱信号的基因，似乎与其他涉及的未识别基因存在冗余。 普罗科和同事说，这种冗余是一个谜：
为什么捕蝇草需要多个机械感觉离子通道来检测猎物触摸？ 也许机械感觉通道之间的高水平冗余对于生成捕获猎物所需的强大感觉系统很重要。 该系统对于支持植物生长的营养贫乏土壤中的养分获取非常重要。 事实上，触发毛非常敏感，可以对蚂蚁等非常小的猎物的力量做出反应。
普罗科 等。 2023
这些发现不仅解开了维纳斯捕蝇草的生物学原理，而且展示了 转基因 这些独特的食肉动物首次使用 CRISPR。 普罗科和他的同事这样做不太可能是为了在未来设计出更有效的捕蝇器——除非他们非常不喜欢隔壁实验室的科学家。 然而，捕蝇草信号的极端反应时间使其适合测试植物对其周围环境的反应。
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Procko, C.、Wong, WM、Patel, J.、Mousavi, SAR、Dabi, T.、Duque, M.、Baird, L.、Chalasani, SH 和 Chory, J. (2023)“肉食性捕蝇草机械敏感离子通道的突变分析“ 当代生物学，33(15)，第 3257-3264.e4 页。 可以在： https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.048.
封面：维纳斯捕蝇草。 图像： Canva.
