生化科技系助理教授鄭梅君團隊發現植物特有的磷酸化機制能調節光照促進的轉譯作用 成果發表於Nature Communications

光照不僅是植物行光合作用的能量來源，同時也是影響植物各種生理現象的訊號來源，在植物生長過程中扮演至關重要的角色。過去的研究指出，光照可以促進植物在發生光型態(photomorphogenesis) 過程中的轉譯作用效率，而這樣的轉譯作用直接啟動跟葉綠體、光合作用、以及核醣體相關的蛋白合成。與過去研究透徹的轉錄作用相比，轉譯作用的層次影響更廣且重要，因為其直接影響到蛋白的生成與恆定。然而在植物中，是什麼樣的機制調節著轉譯作用以及選擇性蛋白合成仍不清楚；光照又是誘導什麼樣的特殊機制影響轉譯作用更是鮮少人知。

臺灣大學生化科技系助理教授鄭梅君的研究團隊發現，阿拉伯芥中的磷酸酶SPA (SUPPRESSOR OF PHYA-105) 在光照刺激下，可以藉由磷酸化真核轉譯啟動因子eIF2α來促進轉譯作用。SPA磷酸酶在光照下會由細胞核移動至細胞質內，與真核轉譯啟動因子eIF2α產生交互作用並將其磷酸化。然而此磷酸化位點不同於以往在哺乳動物與酵母菌中發現的典型磷酸化位點，而是位於eIF2α的C端。藉由各種磷酸化點突變的轉殖株建立，研究團隊發現此磷酸化可以藉由促進轉譯啟動因子複合物的組成，來促進轉譯作用，並導致植物進行光型態發生。研究團隊也將不同物種的蛋白質序列進行比對分析，發現動物缺少與植物相同的C端磷酸化位點，也再次證明植物具有和動物不同的調控機制。總結來說，光照可以促進植物eIF2α的C端被磷酸化並調控轉譯作用效率。此研究成果不但回答長久以來無法了解的問題，更提供給未來研究一個全新的思考方向。

此研究已於2024年4月發表於國際頂尖期刊《自然通訊》Nature Communications。研究工作最重要的執行者為博士班學生張卉仙，協同作者為黃琳禎、美國德州大學奧斯汀分校Dr. Enamul Huq與Dr. Karen S. Browning，計畫由國科會支持下完成。

研究全文：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47848-7