光合作用的關鍵發現了！ 中研院：靠「TIC236這座橋梁」

▲中央研究院分子生物研究所特聘研究員李秀敏。（圖／中研院提供）

記者崔至雲／台北報導

人類的糧食幾乎全靠植物行光合作用而來，其中，葉綠體的蛋白質輸入機制，是進行光合作用的關鍵。中研院終於解開葉綠體運作之謎，發現蛋白質進入葉綠體行光合作用時，必須透過「TIC236」這座橋梁，才能進入葉綠體內，若是沒有這座橋讓蛋白質通過，不僅葉綠體會「缺工」，植物也會在胚胎發育階段死亡。

中央研究院分子生物研究所研究員李秀敏團隊，歷時7年，用創新方法找到能讓蛋白質穿越葉綠體外圍雙層膜的橋樑通道，並將其命名為TIC236，成功解開葉綠體運作之謎，這樣研究成果有助掌握葉綠體的構造，進而瞭解植物的演化史。研究論文已於11月21日登上知名國際期刊《自然》（Nature），並獲專文推薦。

▲李秀敏圑隊研究結果顯示，「TIC236」提供了蛋白質穿越葉綠體雙膜的聯結橋樑。（圖／中研院提供）

李秀敏形容，如果把植物的細胞看成是一座城市，細胞中的葉綠體就像是「城市農園」，專責生產食物。而農園裡所需的工人，就是來自城市各處的蛋白質。然而，葉綠體外圍的雙層膜，就像是農場周圍的兩道牆，中間還有一條護城河，而在兩道圍牆間搭建起一座連結橋樑（TIC236），才能讓蛋白質順利進入葉綠體內部「工作」。

該研究發現不僅解開葉綠體運作機制的謎底，更意外發現，TIC236是由藍綠菌的一個類似蛋白演化而來，對葉綠體的「身世」提供一條有利的線索。在生物演化史中，遠古的某個藍綠菌，被其他單細胞生物吞噬，逐漸演化為現今植物中的葉綠體，改變了整個地球的生態。

李秀敏也提到，過去研究難以對葉綠體外圍的雙膜有精確的分析，是因為葉綠體內部含有大量的葉綠餅，其成份會干擾質譜儀分析結果，但這次研究首先突破材料取得的困難，從與葉綠體相似、卻沒有葉綠餅的白色體切入，終於找到蛋白質穿越葉綠體外圍雙膜的連結橋樑。

▲研究團隊發現，植物葉綠體蛋白質輸入系統的骨架，包含外膜通道TOC75及聯結橋樑TIC236乃是由革藍氏陰性細菌（包含藍綠菌、大腸桿菌及萊姆病螺旋體等）的BamA-TamB分泌系統演化而來。（圖／中研院提供）