人工培育富含葉酸作物瓶頸突破

　　上海生命科學研究院植生生態所公布一項最新研究，提出了葉酸通過ECF轉運蛋白跨膜轉運機制的模型，這是膜轉運蛋白研究領域的重大突破，為人們理解維生素(特別是葉酸)如何跨細胞膜轉運進入細胞的過程邁出了一大步，對今后人工培育富含葉酸的作物品種具有重要作用。4月14日《自然》(Nature)在線發表了該項研究成果。

　　葉酸參與細胞內眾多重要生化過程，包括DNA和氨基酸的合成。植物以及多數微生物能自身合成葉酸，而人和動物體不能合成葉酸。研究表明，人體葉酸攝入不足會導致胎兒神經系統發育的缺陷、巨幼細胞貧血等重大疾病。據統計我國居民中葉酸攝入不足的比例高達20%，每年有近10萬新生兒因葉酸缺乏導致神經系統發育缺陷。因此，通過育種途徑培育富含葉酸的作物品種對提高國民健康水平具有重要意義。雖然科學家們經過長期的研究闡明了葉酸的合成途徑，并發現葉酸是通過多種轉運蛋白在細胞或者細胞器之間穿梭，但關于其跨膜轉運的機制一直不清楚。

　　ECF轉運蛋白屬于新的ABC(ATP Binding Cassette)轉運蛋白，主要轉運多種B族維生素和微量元素。此次解析的葉酸ECF轉運蛋白結構是迄今第一個ECF型ABC轉運蛋白復合體的結構，也是葉酸跨膜轉運蛋白的首個結構。這一結構的解析揭示了ECF轉運蛋白與經典ABC轉運蛋白的顯著差異、能量耦合的結構基礎。

　　《自然》同期還刊發了清華大學生命科學學院施一公教授研究組的《細菌能量耦合因子轉運蛋白結構》研究論文。論文首次提出了能量耦合因子轉運蛋白復合物四聚體的晶體結構，并通過結構信息闡述了該蛋白復合物工作的分子機制。清華大學醫學院副研究員王廷亮和生命聯合中心一年級博士生付國斌共同為文章第一作者。能量耦合因子轉運蛋白(energy—coupling factor transporter)是一類近年來新鑒定的轉運蛋白，廣泛存在于革蘭氏陽性病原菌之中，負責攝入一些維生素及其他微量元素。