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在日常生活中，隧道可以幫助人們翻山越嶺。在植物細胞內，當內部物質穿過細胞膜時，往往也會通過類似的“隧道”！中國科學技術大學傳來好消息：孫林峰團隊在第六大植物激素——油菜素內酯的運輸領域取得突破性進展，他們發現了首個油菜素內酯的運輸蛋白，對農業生產意義重大！研究成果于3月22日在《科學》雜志上發表。
油菜素內酯運輸機理漫畫示意圖。郄明清制作
據介紹，油菜素內酯又名“蕓苔素內酯”，可以調控植物體的生長、伸長、開花和育種等多個方面，是一種高效廣譜、無毒無害的新型植物生產調節劑。1996年，學界將其列為繼生長素、脫落酸、細胞分裂素、乙烯和赤霉素之后的第六大類植物激素。它在細胞內部合成，但是需要運輸到細胞外才能發揮作用。然而，從被發現至今已80余年，它的運輸過程卻一直是個未解之謎，這極大地限制了油菜素內酯信號調控的研究。
在研究第一大類植物激素——生長素的運輸過程中，孫林峰團隊有了意外發現。“ABCB19蛋白被廣泛認定為生長素的運輸蛋白，突變蛋白意味著功能破壞，即不再能運輸生長素。但我們卻發現，這一蛋白突變后的植株，其外形特征與其他生長素運輸蛋白突變體表現得并不完全一致，于是我們懷疑，這個蛋白是不是還運輸別的植物激素？”因此，團隊檢驗了該蛋白對其他植物激素的反應情況，最終發現了油菜素內酯的運輸過程。
孫林峰團隊利用冷凍電鏡技術解析了ABCB19蛋白的高分辨率三維結構——ABCB19蛋白長得像一個可以雙開口的V形夾，是細胞膜上一個個游動著的小“隧道”，倒V字開口“捕捉”細胞內部的油菜素內酯，結合后，再以正V字開口在細胞外部打開進行“釋放”。
孫林峰團隊還與比利時根特大學尤金妮婭·拉西諾娃團隊進行合作，在植物細胞內證實了ABCB19蛋白能夠運輸油菜素內酯，并且正向調控植物的油菜素內酯信號。
“ABCB19屬于結構和功能相似的一類‘家族蛋白’，發現它的‘隱藏功能’為我們后續的研究提供了新的思路。”孫林峰說。未來針對該家族蛋白的進一步功能分析和改造，將為人們理解、利用油菜素內酯信號促進農業生產提供更多幫助。
（通訊員 朱子月 安徽商報融媒體記者 胡霈霖）