向日葵为何永远向着太阳绽放“笑脸”？记者3日从中国科学技术大学获悉，该校生命科学与医学部孙林峰教授团队在植物生长机理研究上的重大进展，揭示了植物生长素“搬运工”工作全貌。

《自然》(Nature)杂志以“快速通道”形式发表了这一重大进展。研究团队揭示了植物生长素“搬运工”成员PIN1蛋白，以及它分别与抑制剂NPA、生长素IAA结合的三个高分辨率结构，并通过功能分析阐释了PIN1“搬运”生长素的机制。

在植物体内有一种称为生长素的物质，负责给细胞传达信息，指挥植物的生长发育。受光照影响，生长素会从向日葵茎端向光侧运输到背光侧，产生浓度差异。由此，背光侧生长会更快，向日葵的花盘就朝着太阳方向转头了。

生长素的运输需要细胞膜上的“搬运工”——转运蛋白的协助，这些“搬运工”是怎样工作的呢？

作为第一种被发现的植物激素，生长素几乎参与了植物生长发育调控的每个过程。生长素一个显著特点是其细胞间传递具有方向性，PIN家族蛋白就在其中发挥了关键作用。解析PIN蛋白的三维结构对于理解生长素的“搬运”过程有极大的帮助，是生长素研究领域亟待解决的科学问题。

拟南芥PIN1是最早鉴定的PIN家族成员之一。研究团队针对其展开研究，搭建出一套全新的检测体系，验证了PIN1蛋白的生长素“搬运”活性，以及受激酶激活、被NPA抑制的过程，并与合作团队首次揭示了经典PIN家族蛋白成员的三维结构。

研究团队进一步解析了PIN1与生长素IAA、抑制剂NPA结合的复合体结构，揭示了PIN1蛋白“装载”生长素，以及NPA“鸠占鹊巢”阻止生长素“搬运”的全貌。

该研究为深入理解植物生长素极性运输过程、认识奇妙植物现象的原理提供了重要帮助。

文/记者 吴兰

编辑/高艳