一个多世纪以来，科学家们已经了解植物细胞中的一种特殊细胞器。然而，加州大学河滨分校的科学家直到现在才发现细胞器在衰老中的关键作用。

研究人员最初着手更广泛地了解植物细胞的哪些部分控制着植物对感染、盐过多或光照过少等压力的反应。偶然地，他们发现了这种细胞器，以及一种负责维持该细胞器的蛋白质，可以控制植物是否经常处于黑暗中生存。

因为他们没有预料到这一发现(《自然植物》杂志文章中描述了这一发现)，所以研究团队感到非常兴奋。

“对我们来说，这一发现意义重大。我们第一次定义了细胞中细胞器的深远重要性，这种细胞器以前与衰老过程无关，”该大学分子生物化学杰出教授凯蒂·德赫什(KatieDehesh)说。UCR和新文章的合著者。

有时被描述为看起来像一堆瘪了的气球或一些掉落的烤宽面条，称为高尔基体的细胞器由一系列杯形膜覆盖的囊组成。它对细胞中的各种分子进行分类，并确保它们到达正确的位置。

“高尔基体就像细胞的邮局。它们将蛋白质和脂质打包并发送到需要的地方，”加州大学河滨分校植物学和植物科学系的研究员、这项新研究的合著者HeeseungChoi说。“受损的高尔基体会给细胞的活动带来混乱和麻烦，影响细胞的工作和保持健康。”

如果高尔基体是邮局，那么COG蛋白就是邮政工人。这种蛋白质控制和协调小囊“包膜”的运动，小囊“包膜”在细胞周围运输其他分子。

此外，COG帮助高尔基体将糖附着到其他蛋白质或脂质上，然后再将其发送到细胞的其他地方。这种糖修饰称为糖基化，对于包括免疫反应在内的许多生物过程至关重要。

为了更多地了解COG如何影响植物细胞，研究小组对一些植物进行了改造，使其无法产生COG。在正常生长条件下，转基因植物生长得很好，与未转基因植物没有什么区别。

然而，剥夺植物的光照意味着植物无法利用阳光制造糖来促进生长。当暴露在过度黑暗的环境中时，不含COG的突变体植物的叶子开始变黄、起皱、变薄——这是植物即将死亡的迹象。

Choi说：“在黑暗中，COG突变体表现出衰老的迹象，通常在第九天左右出现在野生、未经修饰的植物中。但在突变体中，这些迹象在短短三天内就显现出来了。”

逆转突变并将COG蛋白返回植物体内，可以迅速使植物恢复生机。“一旦我们逆转了突变，它们就好像什么都没发生一样，”德赫什说。Choi补充道：“这些反应凸显了COG蛋白和正常高尔基体功能在压力管理中的至关重要性。”

这一发现令人兴奋的部分原因是人类、植物和所有真核生物的细胞中都含有高尔基体。现在，植物可以作为一个平台来探索高尔基体在人类衰老中的复杂作用。因此，研究小组计划进一步研究本研究结果背后的分子机制。

德赫什说：“我们的研究不仅增进了我们对植物如何衰老的了解，而且还可以提供有关人类衰老的重要线索。”“当COG蛋白复合物不能正常工作时，它可能会使我们的细胞衰老得更快，就像我们在植物缺乏光照时所看到的那样。这一突破可能对衰老和与年龄相关的疾病的研究产生深远的影响”。

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