光合作用要靠這道橋 中研院葉綠體研究登上《自然》期刊
新頭殼newtalk | 綜合報導
分子生物研究所李秀敏特聘研究員的團隊歷時七年,成功解開「葉綠體運作」之謎,使得植物界演化史有新進展。   圖:取自中研院/官網
分子生物研究所李秀敏特聘研究員的團隊歷時七年,成功解開「葉綠體運作」之謎,使得植物界演化史有新進展。   圖:取自中研院/官網

中研院研究團隊大突破!分子生物研究所李秀敏特聘研究員的團隊歷時七年,成功解開「葉綠體運作」之謎,使得植物界演化史有新進展,該研究論文登上國際知名期刊《Nature》,並獲專文推薦。

李秀敏長期研究蛋白質進入葉綠體的過程,本次研究重大突破,李秀敏表示,過去研究難以對葉綠體外圍的雙膜有精確的分析,是因為葉綠體內部含有大量的葉綠餅,其成份會干擾質譜儀分析結果。

李秀敏研究團隊找到能讓蛋白質穿越葉綠體外圍雙層膜的橋樑通道,並將其命名為TIC236,解開葉綠體運作之謎,此成果有助掌握葉綠體的構造,寫下植物演化史新的一頁。

而此次研究意外發現,TIC236是由藍綠菌的一個類似蛋白演化而來,遠古的某個藍綠菌,被其他單細胞生物吞噬,逐漸演化為現今植物中的葉綠體,改變了整個地球的生態。本次研究將有利於探索葉綠體是由何種藍綠菌演化而來,找到它的「祖先」。

此外,除了發現的橋樑連接方式,也能進一步瞭解蛋白質進入胞器的不同方式。在細胞中,充滿各種胞器,運用不同方式讓蛋白質進入其中。例如:粒線體是將外圍雙膜在部分地方緊緊貼近,讓護城河消失,以利蛋白質進入,而本研究則發現,葉綠體是透過搭建橋樑串接雙膜,讓蛋白質通過。由此不同的運輸方式可推斷,葉綠體和粒線體有著各自不同的細菌祖先。

本論文已於11月21日登上國際期刊《Nature》,文章標題為:TIC236 links the outer and inner membrane translocons of the chloroplast。

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光合作用所需的蛋白質藉由葉綠體膜上的外膜(TOC)和內膜(TIC)機組運輸進入葉綠體,但這兩套機組如何連接,一直未知。   圖:中研院/提供
光合作用所需的蛋白質藉由葉綠體膜上的外膜(TOC)和內膜(TIC)機組運輸進入葉綠體,但這兩套機組如何連接,一直未知。   圖:中研院/提供
李秀敏圑隊的研究結果顯示「TIC236」提供了蛋白質穿越葉綠體雙膜的聯結橋樑。   圖:中研院/提供
李秀敏圑隊的研究結果顯示「TIC236」提供了蛋白質穿越葉綠體雙膜的聯結橋樑。   圖:中研院/提供
研究團隊並發現植物葉綠體蛋白質輸入系統的骨架,包含外膜通道TOC75及聯結橋樑TIC236乃是由革藍氏陰性細菌(包含藍綠菌、大腸桿菌及萊姆病螺旋體等)的BamA-TamB分泌系統演化而來。   圖:中研院/提供
研究團隊並發現植物葉綠體蛋白質輸入系統的骨架,包含外膜通道TOC75及聯結橋樑TIC236乃是由革藍氏陰性細菌(包含藍綠菌、大腸桿菌及萊姆病螺旋體等)的BamA-TamB分泌系統演化而來。   圖:中研院/提供
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