發現離層酸（Abscisic acid）的新反應機制

離層酸（Abscisic acid）圖片來源：維基百科。

 

離層酸（或稱為脫落酸，abscisic acid，ABA）是植物的賀爾蒙，也是動物的賀爾蒙。在植物中，離層酸與抗壓力有關，在植物缺水時不僅會分泌離層酸、它的合成也會加速，造成氣孔（stomata）的關閉。另外離層酸也會抑制種子萌發、延遲開花等等。

最近賓州大學的研究發現了離層酸作用於植物的新機制。這個研究可以回溯到十年前，當時研究團隊在酵母菌中發現了一個稱為DXO1的基因。

當時研究團隊並不知道這個基因的功能。當他們找到缺少DXO1的突變植物（dxo1突變株），發現這突變株生長遲滯、葉片淺綠，且有生殖方面的問題。但是那時候並不清楚到底是怎麼回事，所以雖然是個有趣的植物，卻不知道該怎麼著手研究。

直到前幾年，在動物的研究上發現，有些信息RNA（mRNA，messenger RNA）的頭端（5' end）被加上了NAD^＋的蓋子，而動物的DXO1蛋白可以辨認這個蓋子並將其移除。移除NAD^＋蓋子後，信息RNA會被分解為不穩定的小RNA而後被完全分解。

於是研究團隊決定要重新來看看植物的DXO1是怎麼一回事。結果研究團隊發現，植物的DXO1也有類似的功能！而缺少DXO1的突變株體內累積了很多小RNA。

研究團隊將帶有NAD^＋蓋子的信息RNA分離出來後發現，這些信息RNA多半都與壓力反應有關。於是研究團隊決定要去看看，到底DXO1與壓力賀爾蒙離層酸是否有關連。

圖片來源：Developmental Cell

結果發現，缺少DXO1的突變株對離層酸沒有反應（上圖下排）。這顯示了，DXO1與離層酸的作用有關。研究團隊認為，離層酸可以保護這些信息RNA，使它們不會被DXO1蛋白辨認進而分解，於是這些基因就會被表現出來，接著就出現了離層酸的反應（下圖）。

圖片來源：Developmental Cell

植物賀爾蒙的信息傳導很有趣，很多都是「解除抑制」而不是「活化」。在離層酸的作用機制上，又是一個「解除抑制」的類型，真的很妙。

參考文獻：

Xiang Yu, Matthew R. Willmann, Lee E. Vandivier, Sophie Trefely, Marianne C. Kramer, Jeffrey Shapiro, Rong Guo, Eric Lyons, Nathaniel W. Snyder, Brian D. Gregory. Messenger RNA 5′ NAD Capping Is a Dynamic Regulatory Epitranscriptome Mark That Is Required for Proper Response to Abscisic Acid in Arabidopsis. Developmental Cell, 2020; DOI: 10.1016/j.devcel.2020.11.009