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　　類固醇可以像刺激人類運動員那樣刺激植物生長，但是其通過調控基因來促進植物細胞生長發育的分子信號傳導系統遠遠比人類和動物細胞中的復雜。卡內基研究院的植物生物學家的一項新研究利用了一種新興的分子方法——稱為蛋白質組學——發現了這種類固醇信號傳導鏈中的關鍵環節。理解這些植物激素如何激活基因，不僅可能提高產量，而且還可能帶來關于類固醇如何調控植物和動物細胞生長的新見解。

　　這項由卡內基研究院植物生物學部的Zhi-Yong Wang (王志勇)、Wenqiang Tang (湯文強)以及7位共同作者進行的研究發表在7月25日出版的《科學》（Science）雜志上。

　　被稱為油菜素內酯的植物類固醇是植物界普遍存在的重要激素。它們調控生長和發育的許多方面，而缺乏油菜素內酯的突變種常常極端矮小和不育。油菜素內酯在很多方面都和動物類固醇相似，但是在細胞水平上的運作方式顯然非常不同。動物細胞利用細胞核內的內部受體分子對類固醇做出響應，而在植物中，受體被固定在了細胞膜的外表面，而調控的目標是細胞核中的基因。科學家面臨的一個挑戰是如何弄清這些激素信號從細胞表面受體傳遞到細胞核中發揮作用的每個步驟。過去的研究中，科學家們使用傳統的遺傳學方法發現了油菜素內酯信號傳導路徑的幾個組成部分。然而， 由于遺傳冗余性(多個基因在細胞中扮演相同的角色)等因素的限制，遺傳學方法無法發現一個信號傳導路徑的所有組成部分。

　　為了發現這條信號傳導鏈的各環節，這組科學家使用了蛋白質組學技術。“蛋白質組學類似于基因組學，”Wang說。“在基因組學中，我們的目標是全面調查基因組中的所有基因。在蛋白質組學中，我們測繪蛋白質。”由于僅僅在一個生物體中就可能有成千上萬種不同的蛋白質，蛋白質組學需要使用諸如雙向凝膠電泳等技術。雙向凝膠電泳可以根據蛋白質大小和電荷的差異而一次分離和處理數千種蛋白質。

　　但是即便使用了這些方法，分離低豐度的信號傳導蛋白質仍然是一個令人生畏的任務。“此前試圖發現這些分子的嘗試失敗了，因為這些蛋白被豐度更高的蛋白質淹沒了。”Wang說。“但是由于我們知道這些蛋白會與細胞膜結合，我們設法把細胞膜和細胞的其它部分分開，然后只分析細胞膜部分。而這種方法成功了。”

　　這項研究把目標對準了一類稱為激酶的蛋白質，它們通過用磷酸基團修飾其他蛋白來傳遞信號。電泳分析發現了一組對油菜素內酯的存在做出響應的激酶。該組科學家將這些蛋白質命名為BSKs（油菜素內酯信號傳導激酶）。進一步的分析證實了它們在油菜素內酯信號傳導過程中的關鍵功能。

　　“BSKs是首次用定量蛋白質組學方法在植物中發現的信號傳導主要組成部分。”Wang說。“發現這些蛋白質填補了油菜素內酯信號傳導路徑的一個大空白，而且可能對于我們理解植物的其他信號傳導過程也有重大意義。植物基因組編碼數百種細胞表面的受體，但是缺失的重要環節是它們怎樣與細胞內信號傳導級聯之間相聯系。植物細胞也含有相當數量的與BSKs類似的蛋白質，因此這使人們推測它們就是那些缺失的環節。”Wang的發現不僅幫助確立了植物類固醇信號傳導路徑的關鍵環節，而且還可能為植物激酶信號傳導以及一般的細胞表面受體介導的類固醇信號傳導提供一個新的范式。更重要的是，Wang的研究成功展示的這種蛋白質組學方法將對其他信號傳導路徑的研究產生重大影響。