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2024年03月22日
【科技日报】中国科学技术大学发现第六大植物激素的首个运输蛋白

科技日报记者 吴长锋

在日常生活中,隧道可以帮助人们翻山越岭。在植物细胞内,当内部物质穿过细胞膜时,往往也会通过类似的“隧道”。

记者从中国科学技术大学获悉,该校孙林峰团队在第六大植物激素——油菜素内酯的运输领域取得突破性进展。他们发现了首个油菜素内酯的运输蛋白,对农业生产意义重大,研究成果3月22日发表于《科学》杂志。

油菜素内酯又名“芸苔素内酯”,可以调控植物体的生长、伸长、开花和育种等多个方面,是一种高效广谱、无毒无害的新型植物生产调节剂。1996年,学界将其列为继生长素、脱落酸、细胞分裂素、乙烯和赤霉素之后的第六大类植物激素。它在细胞内部合成,但是需要运输到细胞外才能发挥作用。然而,从被发现至今已80余年,它的运输过程却一直是个未解之谜,这极大地限制了油菜素内酯信号调控的研究。

在研究第一大类植物激素——生长素的运输过程中,孙林峰团队有了意外发现。“ABCB19蛋白被广泛认定为生长素的运输蛋白,突变蛋白意味着功能破坏,即不再能运输生长素。但我们却发现,这一蛋白突变后的植株,其外形特征与其他生长素运输蛋白突变体表现得并不完全一致,于是我们怀疑,这个蛋白是不是还运输别的植物激素?”因此,团队检验了该蛋白对其他植物激素的反应情况,最终发现了油菜素内酯的运输过程。

孙林峰团队利用冷冻电镜技术解析了ABCB19蛋白的高分辨率三维结构。ABCB19蛋白长得像一个可以双开口的V形夹,是细胞膜上一个个游动着的小“隧道”,倒V字开口“捕捉”细胞内部的油菜素内酯,结合后,再以正V字开口在细胞外部打开进行“释放”。

孙林峰团队还与比利时团队进行合作,在植物细胞内证实了ABCB19蛋白能够运输油菜素内酯,并且正向调控植物的油菜素内酯信号。

“ABCB19蛋白可以转运油菜素内酯是一个有趣的发现,团队为该领域的研究做出了重大贡献。”审稿人评价道。这项成果填补了油菜素内酯运输领域的关键空白,开辟了一片新的天地。“ABCB19属于结构和功能相似的一类‘家族蛋白’,发现它的‘隐藏功能’为我们后续的研究提供了新的思路。”孙林峰说。未来针对该家族蛋白的进一步功能分析和改造,将为人们理解、利用油菜素内酯信号促进农业生产提供更多帮助。

(中国科学技术大学供图)

责任编辑:冷媚

2024-03-22

文章来源:http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202403/f71757e78a2c435aa7cb0b4cb50da108.shtml

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