中文大學生命科學學院姜里文教授最近證實原來植物分泌蛋白質另有蹊徑，打破植物研究界對植物蛋白質分泌的傳統認識。他更發現一個負責執行這種分泌的細胞器。

傳統認識

一般來說，植物分泌蛋白質（或稱為胞外分泌）是由植物細胞內數個細胞器，經特定分泌途徑進行。蛋白質內由一組氨基酸組成的訊號序列（又名領路序列），決定分泌的方向，就像全球定位系統指揮蛋白質前往內質網──分泌途徑的第一站，之後再經其他的細胞器，一站一站地完成餘下的路徑。細胞器是細胞內的膜結合區室，也是植物不可或缺的「器官」。每一細胞器都有特定的功能，而每個植物細胞可以有過千個細胞器。這種在細胞的內質網進行的分泌方式，一直被科學家認為是蛋白質分泌的唯一方式。

用這種方式分泌的蛋白質，包括細胞膜蛋白質和細胞壁修正酶，是植物生長的基本材料。

破格的發現

姜教授及其研究團隊專研植物的常規蛋白質分泌，但在分析實驗室培養的樣本所分泌的蛋白質時，發現在細胞外圍，竟有愈來愈多的蛋白質是沒有訊號序列的。換句話說，沒有全球定位系統的汽車卻能出現於叢林之外。研究團隊不禁驚訝，這些蛋白質是如何出現的？它們可是取道常規的分泌途徑？哪個細胞器負責執行這種非常規的分泌？

對抗病原體來襲

基於不同實驗的數據，姜教授假設有一新的細胞器，經全新的分泌途徑負責這種非常規的植物分泌，並與植物的防衞系統有關。

像人類一樣，植物接觸空氣、泥土和水的同時，也會接觸到病原體。當真菌、細菌、病毒或昆蟲等傳染物入侵時，植物的抵抗方式有二：採取局部自殺方法，犧牲受襲部位；或是釋放抗菌劑，嚇退或殺死來襲者。姜教授正是研究後者，亦即科學家一直認為是屬於常規分泌的領域。可是，他發現的情況卻不是這樣的。

研究團隊採用多種方法來追蹤外圍細胞的蛋白質是否依循常規途徑出現。舉例說，他們替細胞不同部位染上螢光標記，再觀察研究靶子的交疊處是否處於同一個細胞器內。團隊又於細胞的分泌途徑中加入抑制劑，並發現沒有訊號序列的蛋白質對抑制劑無甚反應。種種研究結果顯示，蛋白質肯定是採用了另一傳輸途徑。

EXPO的發現

過程中，研究團隊發現一個新的雙層膜細胞器，負責調節這種非常規的蛋白質分泌途徑，並命名為EXPO（exocyst-positive organelle，exocyst陽性細胞器）。exocyst陽性細胞器是一種蛋白質複合物，出現於酵母和動物細胞的蛋白質分泌中。EXPO在植物的功能之一，是釋放物質以警告來襲者或保衞自身。

這些全新的發現，把植物受襲時細胞的反應情景呈現出來。當病原體入侵細胞壁，繼而進入胞膜，植物會馬上收到訊號，加速產生EXPO。每個EXPO都載有抗菌劑，一旦跟胞膜胞壁融合，便會釋放抗菌劑至植物表面。

後續研究

非常規的蛋白質分泌出現於所有植物，但長久以來被忽略了，原因是欠缺分子標記，也就是科學家尚未找出哪種蛋白質，可以界定專責非常規分泌途徑的細胞器。姜教授的發現具相當突破性，不過，他認為這只是起步點：「深入探索EXPO所含的物質及其對病原體攻擊的反應，將是十分有趣的研究。我們假設EXPO在細胞壁的生物合成和植物的自我防禦中發揮一定作用，了解它的功能和傳輸途徑，有助推展生物燃料及植物生物技術的研究。」

姜教授或許已肯定了汽車沒有全球定位系統也可以找到新路徑，直達叢林之外。然而，對於這途徑的錯綜複雜機理，仍有很多未解之謎，有待日後研究一一解開。