第六大植物激素的首个运输蛋白被发现

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”。近日，中国科学技术大学孙林峰团队在第六大类植物激素——油菜素内酯的运输领域取得突破性进展。团队发现了首个油菜素内酯的运输蛋白，研究成果于3月22日在《科学》杂志上发表。

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。

孙林峰团队在研究第一大类植物激素——生长素的运输过程中有了意外发现。“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根特大学尤金妮娅·拉西诺娃团队进行合作，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作出了重大贡献。”审稿人评价。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。（记者丁一鸣 通讯员朱子月）