揭露植物細胞儲存磷酸的奧秘 — 液泡膜磷酸轉運蛋白的發現

磷是植物生長發育的必要元素之一，而磷酸是吸收和儲存的主要型式。在植物細胞內，磷酸主要被儲存於液泡中，具緩衝並維持細胞質磷酸濃度恆定的重要功能。然而，過去我們對於磷酸如何進出液泡、以及負責轉運磷酸的蛋白並不清楚。在此研究中，我們發現磷酸轉運蛋白5家族（PHT5）成員是負責運送磷酸進入液泡的關鍵因子。藉由分析阿拉伯芥喪失功能的pht5突變株以及過量表達PHT5的植株，並利用31P核磁共振的分析，我們發現磷酸pht5突變株液泡的累積明顯下降；反之，過量表達PHT5不但導致大量的磷酸累積於液泡內、植株矮小，在基因調控層面上，也造成異常的缺磷酸反應。此外，利用酵母菌表達水稻PHT5同源蛋白於其液泡膜上，進一步證實PHT5具運送磷酸到液泡內的活性。我們的研究揭露植物液泡膜磷酸轉運蛋白的身分，並闡述其調控細胞質磷酸含量、基因表達與植物生長的重要性。