中文大學校刊 二零一三年第一期

另闢蹊徑的植物蛋白質分泌 41 破格現象 姜教授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，他發現在細胞外 圍，竟有愈來愈多的蛋白質是沒有信號序列的。沒 有全球定位系統的汽車卻能出現於目的地，這些蛋 白質是如何出現的？可是取道常規的分泌途徑？又 由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，同時也會 接觸到病原體。當真菌或細菌等傳染物入侵時，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。 姜教授研究的是後者，亦即科學家一直認為是屬 於常規分泌的領域。可是，他的發現卻證實情況 有異。 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，例如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。種種研究結果顯示，蛋白質肯定是採 用了另一傳輸途徑。 發現EXPO 研究團隊還發現一個新的雙層膜細胞器，應是負 責調節這種非常規蛋白質分泌途徑的。團隊名之為 EXPO（exocyst-positive organlle）─ exocyst陽 性細胞器。這是一種蛋白質複合物，負責運送某些 細胞器。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。 有了這些全新發現，植物受襲時細胞是如何反應 的，似乎便漸見眉目了。當病原體入侵細胞壁，繼而 進入胞膜，植物會馬上收到信號，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 姜教授的發現具相當突破性，他認為這是了解植物 不尋常的蛋白質分泌的起步點：「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。我們現假設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EXPO在細胞壁的生物 合成和防衞上的潛在功能，有助把 生物燃料農作物用於第二代生物 乙醇科技的發展，信可提供更多可 再生和可負擔的能源，減少貽害環 境。有關知識也可應用於植物生物 科技以對抗病原體。 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，到達 目的地。然而，這途徑錯綜複雜， 仍有很多未解之謎，有待日後研究 一一解開。 EXPO處於質膜外圍，正準備釋放蛋白質。黑色微點顯示EXPO裏 蛋白的存在。 研究人員以轉盤共聚焦顯微鏡來觀察植物細胞的動態 攝影：Keith Hiro