類(lèi)固醇可以像刺激人類(lèi)運動(dòng)員那樣刺激植物生長(cháng)，但是其通過(guò)調控基因來(lái)促進(jìn)植物細胞生長(cháng)發(fā)育的分子信號傳導系統遠遠比人類(lèi)和動(dòng)物細胞中的復雜�？▋然�研究院的植物生物學(xué)家的一項新研究利用了一種新興的分子方法——稱(chēng)為蛋白質(zhì)組學(xué)——發(fā)現了這種類(lèi)固醇信號傳導鏈中的關(guān)鍵環(huán)節。理解這些植物激素如何激活基因，不僅可能提高產(chǎn)量，而且還可能帶來(lái)關(guān)于類(lèi)固醇如何調控植物和動(dòng)物細胞生長(cháng)的新見(jiàn)解。

　　這項由卡內基研究院植物生物學(xué)部的Zhi-Yong Wang (王志勇)、Wenqiang Tang (湯文強)以及7位共同作者進(jìn)行的研究發(fā)表在7月25日出版的《科學(xué)》（Science）雜志上。

　　被稱(chēng)為油菜素內酯的植物類(lèi)固醇是植物界普遍存在的重要激素。它們調控生長(cháng)和發(fā)育的許多方面，而缺乏油菜素內酯的突變種常常極端矮小和不育。油菜素內酯在很多方面都和動(dòng)物類(lèi)固醇相似，但是在細胞水平上的運作方式顯然非常不同。動(dòng)物細胞利用細胞核內的內部受體分子對類(lèi)固醇做出響應，而在植物中，受體被固定在了細胞膜的外表面，而調控的目標是細胞核中的基因�？茖W(xué)家面臨的一個(gè)挑戰是如何弄清這些激素信號從細胞表面受體傳遞到細胞核中發(fā)揮作用的每個(gè)步驟。過(guò)去的研究中，科學(xué)家們使用傳統的遺傳學(xué)方法發(fā)現了油菜素內酯信號傳導路徑的幾個(gè)組成部分。然而， 由于遺傳冗余性(多個(gè)基因在細胞中扮演相同的角色)等因素的限制，遺傳學(xué)方法無(wú)法發(fā)現一個(gè)信號傳導路徑的所有組成部分。

　　為了發(fā)現這條信號傳導鏈的各環(huán)節，這組科學(xué)家使用了蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)�！暗鞍踪|(zhì)組學(xué)類(lèi)似于基因組學(xué)，”Wang說(shuō)�！霸诨�因組學(xué)中，我們的目標是全面調查基因組中的所有基因。在蛋白質(zhì)組學(xué)中，我們測繪蛋白質(zhì)�！庇捎趦H僅在一個(gè)生物體中就可能有成千上萬(wàn)種不同的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)組學(xué)需要使用諸如雙向凝膠電泳等技術(shù)。雙向凝膠電泳可以根據蛋白質(zhì)大小和電荷的差異而一次分離和處理數千種蛋白質(zhì)。

　　但是即便使用了這些方法，分離低豐度的信號傳導蛋白質(zhì)仍然是一個(gè)令人生畏的任務(wù)�！按饲霸噲D發(fā)現這些分子的嘗試失敗了，因為這些蛋白被豐度更高的蛋白質(zhì)淹沒(méi)了�！盬ang說(shuō)�！暗�是由于我們知道這些蛋白會(huì )與細胞膜結合，我們設法把細胞膜和細胞的其它部分分開(kāi)，然后只分析細胞膜部分。而這種方法成功了�！�

　　這項研究把目標對準了一類(lèi)稱(chēng)為激酶的蛋白質(zhì)，它們通過(guò)用磷酸基團修飾其他蛋白來(lái)傳遞信號。電泳分析發(fā)現了一組對油菜素內酯的存在做出響應的激酶。該組科學(xué)家將這些蛋白質(zhì)命名為BSKs（油菜素內酯信號傳導激酶）。進(jìn)一步的分析證實(shí)了它們在油菜素內酯信號傳導過(guò)程中的關(guān)鍵功能。

　　“BSKs是首次用定量蛋白質(zhì)組學(xué)方法在植物中發(fā)現的信號傳導主要組成部分�！盬ang說(shuō)�！鞍l(fā)現這些蛋白質(zhì)填補了油菜素內酯信號傳導路徑的一個(gè)大空白，而且可能對于我們理解植物的其他信號傳導過(guò)程也有重大意義。植物基因組編碼數百種細胞表面的受體，但是缺失的重要環(huán)節是它們怎樣與細胞內信號傳導級聯(lián)之間相聯(lián)系。植物細胞也含有相當數量的與BSKs類(lèi)似的蛋白質(zhì)，因此這使人們推測它們就是那些缺失的環(huán)節�！盬ang的發(fā)現不僅幫助確立了植物類(lèi)固醇信號傳導路徑的關(guān)鍵環(huán)節，而且還可能為植物激酶信號傳導以及一般的細胞表面受體介導的類(lèi)固醇信號傳導提供一個(gè)新的范式。更重要的是，Wang的研究成功展示的這種蛋白質(zhì)組學(xué)方法將對其他信號傳導路徑的研究產(chǎn)生重大影響。