2009年11月6日

揪出開花素的本尊—開花素是mRNA還是蛋白質?

作者/蔡任圃(任教中山女中生物科)

筆者曾於《科學月刊》第440期(2006 年8 月號)報導開花素之謎的重大突破:2005 年科學家利用可由熱引發表現的啟動子(promoter),引發Flowering Locus TFT)基因的轉錄作用,並利用即時反轉錄聚合酶連鎖反應(real time RTPCR) 技術, 偵測阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)葉子、篩管、莖頂中FT mRNA的含量,結果發現葉子產生的FT mRNA會透過韌皮部運輸至莖頂,再轉譯為FT蛋白,於莖頂和FD蛋白作用,引發開花的過程。換句話說,葉子接收到光週期的訊息後,會產生FT mRNA ,並藉由篩管運輸,將訊息傳達至莖頂,而引發開花過程,因此,FT mRNA 就是開花素。這個結論實為植物生理研究的一大突破,因此被Science列為「2005年年度十大科學突破」之一。

但這個結論卻因無法再現其結果而遭受質疑,尤其是其他科學家無法利用real time RT-PCR的技術,於篩管內偵測出FT TmRNA ,使得「FT mRNA 就是開花素」這個結論無法獲得證明。該研究團隊的主持人尼爾森(Ove Nilsson)於2007 年宣稱,該研究的第一作者黃濤(Tau Huang)選擇性使用數據,因此尼爾森與其他作者已同意將這篇研究報告撤銷。黃濤於瑞典農業科學大學植物科學中心實驗室進行博士後研究,並與其他科學家於2005 年9 月發表了FT mRNA就是開花素的研究成果,研究結束後,黃濤回到中國進入廈門大學任教。黃濤也是唯一一位不同意撤銷該報告的作者,他認為只是數據不成熟,而無捏造或選擇性使用數據。這個事件剛好發生於2006年黃禹錫事件之後,因此格外受到矚目。

巧的是,Science於2007年4月20日撤銷該報告中有關開花素的結論,新的證據卻已於前一天在Science Express線上發表。勞倫特柯比意(Laurent Corbesier)與玉置祥二郎(Shojiro Tamaki)的研究團隊,分別於阿拉伯芥與水稻證明開花素不是FT mRNA——FT蛋白質才是開花素的本尊,這些研究結果5月18日正式刊登於Science

勞倫特柯比意等人利用來自水母的綠色螢光基因,與FT基因融合並進行轉殖,以便在無法產生FT蛋白的阿拉伯芥突變株(ft-7 mutants)體內,追蹤轉殖產生之FT 蛋白的位置與運輸路徑,並且利用SUC2Sucrose Transporter 2)與GAS1Galactol Synthase 1)作為啟動子。SUC2GAS1已被證實只在葉脈的伴細胞中活化,故使用這兩種啟動子,可控制FT蛋白只於葉子的維管束中形成。結果證實,FT蛋白於葉子韌皮部形成,經篩管運輸至莖頂,而篩管內並未偵測到FT mRNA 。【更詳細的內容,請參閱第479期科學月刊】

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