CUHK Research

10 中大研與學 姜里文教授（左一）與他的研究團隊 Prof. Jiang Liwen (1st left) and his research team 生命科學學院的 姜里文 教授謙虛地說：「你今 天所見的，是幾代學生努力的成果。」他憶述 2000年加入中大時，如何「幸運」地招收到第 一批研究生。他和歷屆學生在植物細胞生物學 的研究上屢有突破，包括發現一種新的細胞 器，命名為EXPO（胞吐囊細胞器），它可以調 節植物中蛋白質的非傳統分泌途徑。 細胞器和細胞的關係，就像器官和人體的 關係一樣。液泡前體區室（PVC）、多泡體 （MVB）、高爾基體、反面高爾基網絡（TGN） 和EXPO，都是不同的細胞器，在植物細胞中 執行不同的「指揮交通」功能。藉著研究植物 中的傳輸系統，我們可以更深入瞭解植物的生 長、存活、產量和價值。 從一小步開始 十年前，人們對植物PVC的動態和分子組成 所知甚少。姜教授和海德堡大學的研究小組， 首先發現MVB是植物細胞內的PVC和晚期核 內體，而TGN則是一種早期核內體，把分泌 途徑和內噬途徑與植物細胞中的溶解液泡連繫 起來。核內體就像植物傳輸系統中的分流處， 情形就像發現了傳送細胞物資的高速公路，核 內體發揮車站的功能。 研究小組採用多種方法為新蛋白質加上標記， 並利用高壓冷凍技術和共焦激光掃描顯微鏡 檢查等方法，研究植物的其他細胞器和傳輸途徑。小組發現了 EXPO，這是一種非傳統的分泌方式，在細胞質蛋白質的運送 上起著關鍵作用。細胞質蛋白質可以作為抗菌劑，在病原體入 侵時保護植物，又在細胞壁的生物合成中起著重要作用。 指揮植物的交通 有些細胞物料會經由傳統的傳輸系統運送，有些則不，此中原 因未明，但研究小組2012年在 The Plant Cell 期刊發表論文， 解答了部分問題。研究小組發現，經高爾基體定域的擬南芥內 膜蛋白十二的羧基端既含有內質網輸出訊號，也有高爾基體保 留訊號。這些分流訊號，就像汽車的全球定位系統（GPS）一 樣，是植物細胞裡內膜蛋白前往高爾基體的一般機制。 人們大可以假設蛋白質的分泌全靠這些GPS訊號，但在細胞膜 外發現無人帶領下分泌出來的蛋白質，卻挑戰了這個假設。沒 有GPS導航，這些蛋白質如何到達細胞膜外？植物學界一直忽 略這個非傳統的蛋白質分泌途徑，直至姜教授的團隊和兩所德 國大學合作，才認真加以研究，尤其是EXPO的作用。 新一代科學家 EXPO的功能和運作之謎正逐步解開，而曾參與以上研究的研 究生如 謝宇聰 、 林尚錕 、 繆岩松 、 王涓 、 丁郁 和 高彩吉 等，目 前在國際研究及學術機構均有很好的發展。姜教授期望下一代 學生繼續探索植物生物學的新領域。 EXPO 的故事