浙江日?qǐng)?bào)訊（記者嚴(yán)粒粒通訊員張弛）掃碼進(jìn)車站、掃碼進(jìn)公司、掃碼進(jìn)學(xué)�！缃瘢瑨叽a進(jìn)入公共區(qū)域是我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠�。在葉綠體上也存在著驚人相似的場(chǎng)景。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

光合作用被稱為地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)，先后有多個(gè)相關(guān)研究獲得過諾貝爾獎(jiǎng)。作為光合作用重要場(chǎng)地，葉綠體宛如一個(gè)“光能工廠”，有2000至3000種蛋白需要被識(shí)別然后進(jìn)入葉綠體“工作”。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

葉綠體到底有個(gè)怎樣“守門人”可以做到精確識(shí)別自己的“工人”，并對(duì)他們“放行”？這個(gè)問題，業(yè)內(nèi)研究了近四十年。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院特聘研究員閆湞近日在《細(xì)胞》雜志發(fā)表研究論文，揭開了葉綠體蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)之謎，使人們認(rèn)識(shí)了葉綠體“守門人”。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

此前，科學(xué)界已經(jīng)知道葉綠體是雙膜結(jié)構(gòu)。內(nèi)膜上存在轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物TIC和外膜上存在轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物TOC聯(lián)合形成一個(gè)TOC-TIC超級(jí)復(fù)合物結(jié)構(gòu)，扮演葉綠體“守門人”的角色。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

閆湞長(zhǎng)期從事蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能研究，尤其在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)領(lǐng)域取得了多項(xiàng)重要成果。她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)希望采用生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的方法進(jìn)一步揭示TOC-TIC超級(jí)復(fù)合物的組成、組裝和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

通過對(duì)之前研究成果的分析歸納，他們選擇了克萊因衣藻的TOC-TIC超級(jí)復(fù)合物作為研究對(duì)象，設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，在兩個(gè)已被確認(rèn)并在不同物種中高度保守的TOC（Toc34）和TIC（Tic20）組分上分別通過親和標(biāo)簽進(jìn)行純化。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

最終這兩種不同策略所純化出來的蛋白質(zhì)組分完全一致，并且解析出來的電鏡結(jié)構(gòu)也高度一致。所解析的結(jié)構(gòu)顯示，克萊因衣藻葉綠體上的TOC-TIC超級(jí)復(fù)合物一共包含14個(gè)組分，其中8個(gè)為之前已知的組分，6個(gè)為功能未知的新組分。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

結(jié)合前人理論，研究認(rèn)為，在雙層的葉綠體膜上，蛋白帶著轉(zhuǎn)運(yùn)信號(hào)肽經(jīng)過TOC-TIC超級(jí)復(fù)合物這個(gè)重要的通道依次進(jìn)入葉綠體。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

TOC-TIC復(fù)合物對(duì)葉綠體的生成以及穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，理解清楚其結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理將為未來潛在的對(duì)葉綠體乃至光合生物的改造奠定重要基礎(chǔ)，后續(xù)的研究也才能在此基礎(chǔ)上展開想象。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

能否讓“守門人”提高效率加速“放行”，或者只為“特種工人”放行？能否再人造出形形色色的“守門人2號(hào)”“守門人3號(hào)”？eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

論文的一位審稿人評(píng)價(jià)說：該研究用純化并解析結(jié)構(gòu)這個(gè)“終極手段”解決了光合物種葉綠體生物學(xué)的一個(gè)核心問題，為增進(jìn)理解和認(rèn)識(shí)藻類、植物葉綠體如何發(fā)展進(jìn)化邁出了一大步。因?yàn)槿~綠體生物學(xué)對(duì)食品安全與氣候變遷的潛在影響，以及對(duì)蛋白如何轉(zhuǎn)運(yùn)這種問題的基礎(chǔ)性，該研究也為其他非特定領(lǐng)域的科學(xué)家們帶來了非常有價(jià)值的信息。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)

也許在不遙遠(yuǎn)的未來，通過綠色植物與光合藻類的改造，能夠助力碳達(dá)峰碳中和，或者促進(jìn)作物增收增產(chǎn)。當(dāng)下的科學(xué)家們，正在為這樣的夢(mèng)想鋪下臺(tái)階。eE3新江南網(wǎng)|江南區(qū)域知名綜合門戶網(wǎng)