生物科技改良植物 中研院研究有成

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【大纪元9月17日报导】(中央社记者韦枢台北17日电)台湾中央研究院分子生物研究所研究员李秀敏多年研究发现蛋白质运输到叶绿体外膜的通道,可做为日后以生物科技改良叶绿体产物的基础。为提升开发中国家人民营养巫的黄金米;以及欧美为了改良炸薯条口感而研究改变马铃薯淀粉酵素的组成都是这类研究的重要应用。

根据生物学,光合作用是植物利用阳光的能量,将二氧化碳转换成淀粉,供植物及动物的食物来源。植物进行光合作用的地方为叶绿体,因此叶绿体是阳光传递生命的媒介。

叶绿体除执行光合作用外,还负责合成动物无法自行合成且不可缺少的胡萝卜素及一些氨基酸。叶绿体之所以能行光合作用以及合成氨基酸,主要是它含有许多特殊功能的蛋白质,而这些蛋白质大多是在细胞质中合成,再被送入叶绿体。因此这个运送的过程必须有很高的正确性,叶绿体才能有正确的工具来执行工作。

李秀敏表示,科学家过去研究,存在叶绿体外膜的蛋白质负责调控叶绿体与细胞内其他胞器的交流,也参与胡萝卜素及半乳糖脂等重要产物的合成。如果想要利用遗传工程及转殖作物的现代生物技术,来改良蛋白质的性质,期望它们的产物更符合人类的需求,就必须将改良过的蛋白质,正确送到叶绿体体外膜,发挥蛋白质的功能。

李秀敏的实验室在过去几年的研究已找出外膜运输的导引讯息,这次所发表的研究结果是先以化学交联的方式,找到蛋白质运输到叶绿体外膜的通道,而发现叶绿体外膜蛋白与叶绿体内部蛋白,是用同一个通道。

随后再以试管中膜脂蛋白重组的方法证明此通道的正确性及功能性,并发现叶绿体外膜蛋白除此通道外,不需其他任何辅助受器,而这些辅助受器对叶绿体内部蛋白的运输却是必需的。

李秀敏举例,假设某人知道某区域有金矿,也有新型机具,但不知到达金矿的正确路径。找到蛋白质运输到叶绿体外膜的通道,等于有地图和地址,就能抵达金矿。而国外研究的黄金米也是好例子,因为稻米中原本没有胡萝卜素,因此如何正确地把胡萝卜素送入稻米基因中就非常重要。

在欧洲已研究多年的改良炸薯条口感,主要是改变马铃薯制造淀粉的酵素,每改良一种酵素,就会产生不同组成的淀粉,炸薯条的口感便不同,这是欧洲食品业非常重要的研究,对植物学来说也是很重大的突破。

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