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為淹水時的缺氧逆境做準備！淹水時，植物藉調控蛋白質轉譯，節省能量，以因應缺氧的逆境

為淹水時的缺氧逆境做準備！淹水時，植物藉調控蛋白質轉譯，節省能量，以因應缺氧的逆境相片

降低整體蛋白轉譯(General translational repression)減少體內能量消耗是細胞應對缺氧時的重要生存策略，但植物細胞如何感應逆境進而降低整體蛋白轉譯一直是多年未解之謎。本院農生中心施明哲特聘研究員研究團隊首次揭示了淹水初期(15分鐘)，阿拉伯芥就能藉由乙烯受體 (ETR1)偵測因淹水無法散溢體外而增加的乙烯，活化蛋白激酶(GCN2)和乙烯不敏蛋白(EIN2) 控制整體蛋白轉譯下降並開啟缺氧反應相關基因的轉錄及轉譯，確保植物能耐受逐漸缺氧的環境。 此研究也進一步證實，淹水下，被乙烯活化後的GCN2藉磷酸化真核轉譯起始因子2a (eIF2a)減低整體蛋白轉譯和確保特定蛋白的轉譯，且GCN2活性不受已知傳統乙烯訊號路徑(EIN2 and EIN3/EIL1 dependent pathway)調控。提高GCN2表現量顯著提升植物耐淹水的能力。本研究結果除了解開植物如何感應並適應環境變化也為強化作物耐受逆境提供新的線索。研究論文於今(2022)年6月線上刊登於Science Advance. (https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.abm7863)


HSING-YI CHO, MEI-YI CHOU, HSIU-YIN HO, WAN-CHIEH CHEN, AND MING-CHE SHIH (2022) 為淹水時的缺氧逆境做準備！淹水時，植物藉調控蛋白質轉譯，節省能量，以因應缺氧的逆境 Science Advance, Vol 8, Issue 22