- 中央大學團隊發現植物耐熱關鍵機制
- 首次證實PUB49參與「熱誘導染色質重塑」
- 建立「泛素化調控-染色質重塑-耐熱能力」三者連結
- 高溫下PUB49與HIT4協同促使染色質中心鬆散化,活化耐熱基因
- 研究成果刊登於《Journal of Experimental Botany》
- 未來可作為培育耐高溫作物的分子標的
(綜合中央社、聯合報、ETtoday新聞雲等3家媒體報導)
中央大學生命科學系教授吳少傑與博士吳家榮領導的研究團隊,成功揭開植物耐熱反應的關鍵機制,研究成果已刊登於國際期刊《Journal of Experimental Botany》。
團隊使用超過十萬顆阿拉伯芥種子,從大量突變株中篩選耐熱異常個體,首次發現植物核內E3泛素連接酶PUB49與耐熱蛋白HIT4協同作用,透過調控染色質結構重塑來啟動耐熱基因。研究最大的創新突破,在於PUB49是全球首次被證明參與「熱誘導染色質重塑」的核內U-box型E3泛素連接酶,首度建立「泛素化調控-染色質重塑-耐熱能力」三者之間的連結。
研究顯示,在正常溫度下,HIT4與PUB49會聚集於細胞核內的「染色質中心」異染色質區域;當植物受高溫刺激時,兩者協同促使染色質中心鬆散化,隨後移動至核仁,活化耐熱基因。若缺少PUB49或HIT4功能,此重組過程便無法完整進行,植物耐熱能力大幅下降。
團隊利用基因編輯技術建立PUB49缺失突變株,發現突變植株在常溫下生長正常,但在37°C高溫環境下無法存活,證實植物細胞利用泛素化訊號調控染色質結構變化以提升高溫適應能力。
吳少傑表示,過去植物耐熱研究多聚焦於熱休克蛋白,此次發現植物存在另一套透過染色質重塑調控耐熱性的機制,為培育耐高溫作物提供新的分子標的,有助提升農業生產韌性,因應全球氣候變遷挑戰。
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