性细胞和神经元有什么共同点呢？

　　

生物通报道：谷氨酸（Glu）是动物中枢神经系统的一种重要兴奋性神经递质，它与相应细胞膜受体即谷氨酸受体（glutamate receptors ，GluR）相互作用引起系列级联反应，涉及大脑很多重要功能。

植物也含有许多GluR编码基因，并且这些基因与动物的高度同源。

BC 280年的亚里士多德认为植物也具有思想，可以如动物一般感知世界。根植于土地的植物拥有了感情和思想，这是多么奇怪，让人难以置信！

然而，多年来生物学家们一直在想，如果植物不需要处理神经兴奋，为什么有那么多GluR编码基因？

如今，古尔科学研究所（Instituto Gulbenkian de Ciencia）和马里兰大学的研究人员在《Nature》发表文章，声称发现了植物谷氨酸受体蛋白的新功能。苔藓精子（moss sperm）利用GluR来指导游向雌性器官的航行。

前古尔科学研究所成员，现在马里兰大学工作的Jose Feijo致力于植物GluR功能研究。这些蛋白是了解人类大脑神经元对话的关键分子，对记忆和学习发挥核心作用。然而，植物没有神经，为啥植物编码GluR的基因比人类的还多？

鉴于GluR的进化保守性，Feijo课题组将目光放在了早期陆生植物小立碗藓（Physcomitrella patens）上。与更高等的植物相比，小立碗藓也具有游动的精子，而且只有2个GluR拷贝，这使它成为了理想的遗传学研究模型。

Carlos Ortiz-Ramirez是本文的第一作者，他观察发现，缺少GluRs能导致苔藓不育。这种现象的深层原因在于，正常精子旋转、跳跃、适时地急转弯才能到达雌性器官入口，而GluR突变精子则是如闭着眼游泳，不会转弯，根本找不到入口。

即使突变精子运气开挂最终到达了雌性器官，使卵子受精后产生的孢子（苔藓的宝宝）质量也不好，大部分孢子都会死亡。与Jorg Becker课题组合作后，研究小组进一步指出了该过程涉及的遗传机制。

他们发现，GluR缺失影响了BELL1基因表达，而BELL1基因是正常孢子发育的关键基因。

苔藓GluR的工作方式实际很像动物的神经元，它在细胞膜上形成离子通道，允许钙离子流进流出。

Jose Feijo说：“尽管哺乳动物和苔藓都能形成离子通道，但我们惊奇地发现了苔藓谷氨酸受体的两个全新的、完全不同的功能，分别是精子导航和控制基因表达。这两个功能有关孢子存亡。”

Feijo指出，与神经元一样，人类精子也表达了许多谷氨酸受体。“也许这是一个巧合，但是，如果谷氨酸受体帮助精子游泳是一种保守功能的话，人类的这项技能很可能是跟苔藓学的。”

显微镜下受精的孢子体

原文标题：Glutamate receptor-like channels are essential for chemotaxis and reproduction in mosses

索取上海伯豪有关基因表达谱分析服务的详细资料请填写联系方式