图片说明：荧光显微镜下的烟草细胞：黄色的是细胞质，红色的是叶绿体。
图片来源：波茨坦马普分子植物生理学研究所

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在植物细胞中，细胞核和线粒体并不是基因被翻译成蛋白质的{wy}地方。光合作用的细胞器——叶绿体——也有自己的、能产生蛋白质的DNA、信使RNA和核糖体。马普研究所科学家已经发现了如何调节叶绿体中蛋白质的形成。他们可以使用所谓的核糖开关（riboswitches ）来控制烟草植物叶绿体中基因的开启和关闭。这些核糖开关具有长远的利益，不仅使植物能够传送xx或原料，还可以提高转基因植物的生物安全性。相关研究结果发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。

一个基因要生成一个蛋白质，首先基因的DNA必须转换成信使RNA。这些RNA分子是告诉核糖体（细胞的蛋白质工厂）如何构建蛋白质的说明书。几年前，研究xx细胞的科学家在某些信使RNA上发现了能够与代谢产物结合的区域。在这情况下，他们诱导RNA分子改变自身空间结构，使其可以开启或者关闭蛋白质的产生。对于这些xx来说，这些区域（核糖开关）为控制蛋白质合成提供了一个快速而有效的方法。毫不奇怪的是，之前是无法证明植物细胞的叶绿体中存在着这样的核糖开关。

马普研究所科学家们最近首次修改和插入核糖开关到叶绿体的遗传物质中，以控制某些叶绿体蛋白质的形成。科学家“偷偷”将一个配备了核糖开关的基因插入叶绿体DNA。茶碱，在茶树上发现的一种物质，被当做“开关”用：它具有与信使RNA上的核糖开关结合的能力，从而使叶绿体的核糖体阅读RNA。“当我们将茶碱喷洒到烟草植物上时，我们发现，叶绿体形成相应的蛋白质。在茶碱不存在的情况下，并没有蛋白质的产生。”因此，茶碱核糖开关允许我们通过随意开启或者关闭基因来观察此开关会有何影响，马普分子植物生理学研究所的Ralph Bock 表示。在之前，这是一个难以实现的事情，因为叶绿体基因组包含许多生存所需的基因，{yj}地关闭其中一个基因可能会导致细胞死亡，而这对进一步研究无任何意义。

然而，利用茶碱核糖开关研究叶绿体具体的工作方式并不是{wy}可以做的事情。核糖开关可以在未来的生物技术中发挥重要的作用，鉴于叶绿体非常适合用于潜在xx的生产。这是因为每个烟草细胞中含有多达100个叶绿体，并且叶绿体的基因组存在着很多的拷贝。因此，它能够比细胞核的DNA产生更多的蛋白质。

叶绿体通过花粉传播的情况很罕见
蛋白质可以在转基因叶绿体中大量生产。但是，在许多情况下，如果细胞持续不断地产生这些外源蛋白质，就会损伤细胞代谢或者是光合作用。因此，这类植物的生长通常是受到抑制的或者是非常缓慢的。核糖开关可以阻碍这个过程，在植物已经xx形成和即将收获时，可以利用核糖开关来打开相应的基因。除此之外，叶绿体内的外来基因还有一个好处：它们几乎无一例外地都是通过雌性卵细胞遗传。因此，外源基因通过烟草植物的花粉传播的情况是非常罕见的。

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原文检索：
Joanne/编译