植物的叶子看似不起眼，但在其光滑的表面下却隐藏着一个惊人的发现：它们被一层多样化的RNA（核糖核酸）分子覆盖。这一发现有可能重塑我们对植物生物学及其与环境相互作用的理解。
这项研究由印第安纳大学布卢明代尔的博士后研究员Lucía Borniego和Meenu Singla-Rastogi，以及生物教授Roger Innes领导。研究提供了关于植物与微生物之间复杂关系的新视角。
“最让我们兴奋的是，这一发现表明植物可能通过使用跨界RNA干扰（也称为RNAi）来调控微生物的基因表达，从而部分控制其微生物群落。”Innes说道。
革命性发现：植物叶片表面的RNA
RNA是一种脆弱的分子，通常在细胞外会迅速降解，除非受到保护。然而，这项研究表明，植物会在其叶片表面分泌可存活的RNA，而且这些RNA出乎意料地稳定。这表明植物来源的RNA可以通过跨界RNA干扰直接影响叶片表面的微生物群落——这是一种RNA从一个生物体转移到另一个生物体并调节其基因表达的过程。
跨界RNA干扰在生物学中并非新概念。科学家们已经知道生物体可以交换RNA以调节基因。这里引人注目的是植物可能利用这种机制与定植在其表面的微生物进行互动。
“直到最近才证明一个生物体产生的RNA可以被另一个生物体吸收，并与受体生物体内的RNA形成碱基配对。”Innes解释道，“RNA干扰似乎发生在几乎所有的生命形式中。”
RNA和多糖在植物中的作用
研究团队在模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana）的叶片表面发现了大量RNA。这些RNA之所以稳定，可能是因为它们与多糖（如果胶）形成了凝集体。作为植物细胞壁的组成部分，果胶似乎起到了保护作用，确保RNA分子可以在植物细胞外持续存在。
这一发现的意义深远。叶片表面的稳定RNA意味着定植在这些区域的微生物暴露于植物RNA中。这种暴露可能会改变微生物的基因表达，从而决定哪些微生物能够在叶片表面繁衍。这种“策展”微生物群落的能力可能会影响植物健康、疾病抵抗力和整体生长。
这一发现的重要性：更大的图景
这项研究的影响远不止于植物。“环境RNA对微生物群落的操控也可能发生在我们自己的肠道中，由我们的肠上皮细胞分泌的RNA实现。”Innes指出。
这意味着了解植物与微生物的相互作用可以揭示人类和其他动物中类似的过程。想想你午餐吃的沙拉，那些绿叶蔬菜表面的RNA可能会与你的肠道微生物群相互作用，影响其组成，进而可能影响你的健康。尽管这一假设仍需进一步研究，但它开启了令人着迷的可能性，即我们的饮食如何直接塑造我们的微生物生态系统。
农业和医学中的潜在应用
这一发现不仅仅是科学上的好奇心；它可能有实际应用。如果植物可以利用RNA影响微生物群落，农民或许有一天可以利用这一能力增强作物健康。例如，植物可以被基因工程改造，分泌特定的RNA以抑制有害微生物或促进有益微生物的生长。
在医学方面，了解RNA如何影响微生物生态系统可能导致新的治疗方法。想象一下，使用基于RNA的疗法来调节患有消化系统疾病或代谢疾病的患者的肠道微生物群。虽然这些应用尚属推测，但这项研究所奠定的基础为未来探索提供了路线图。
呼吁进一步研究植物RNA
尽管这项研究提供了宝贵的见解，但也提出了新的问题。特定的RNA是如何影响微生物基因表达的？有哪些特定的微生物更容易受到RNA干扰的影响？哪些环境因素会影响植物表面RNA的稳定性？
此外，植物RNA与人类微生物群之间的潜在相互作用值得更深入的研究。食用RNA涂层植物是否会对人体健康产生可测量的影响？未来的研究需要解决这些问题，以充分发挥这些发现的潜力。
展望自然界的复杂性
这一发现提醒我们自然界错综复杂的本质。从植物表面RNA的稳定性到其塑造微生物群落的潜力，该研究揭示了隐藏的遗传机制的复杂性。它还强调了地球上生命的相互关联——植物、微生物甚至人类都通过超越物种边界的分子相互作用联系在一起。
“植物叶片表面的RNA，就像沙拉一样，可能会影响我们自己的肠道微生物群。”Innes说道。这一观点促使我们重新思考与植物的关系，不仅将其视为食物或氧气的来源，而是动态、互联生物圈中的积极参与者。
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