圖片來源：Nature 當植物面臨高溫時，會啟動一系列反應來保護自己，包括關閉氣孔降低蒸散作用、表現熱休克蛋白以維護許多蛋白質的功能、合成離層酸（ABA）與茉莉酸（JA）以進一步啟動耐熱反應等。最近的研究發現了一種名為TWA1的蛋白質，它在植物如何感知和應對高溫中扮演了關鍵角色。 科學家是在研究植物對離層酸的反應時，發現了一些對ABA特別敏感的植物突變體。他們進一步發現，這些突變體在高溫下比普通植物更容易受損，從而注意到TWA1的作用。 研究團隊使用了pHB6:LUC報導基因，這個報導基因在ABA存在時會表現出螢光信號，使他們可以檢測植物對ABA反應是否有變化 。他們進行EMS誘變，篩選出對ABA超敏感的突變體。 接著他們測試了這些ABA超敏反應突變體在溫度變化下的表現，發現當溫度從17°C升高到27°C時，報導基因的表現增加了超過100倍。透過這些實驗，研究人員找到了 TWA1 。 預測TWA1蛋白包含1300個胺基酸 。這些胺基酸組成了一個本質無序的蛋白，該蛋白具有兩個可能的乙烯反應元件結合因子相關的兩性抑制（EAR）基序（LxLxL） 。 研究團隊注意到TWA1的胺基端含有一段高度變化的區域（Highly Variable Region, HVR），這個區域在不同植物之間的變異性很高 。他們發現阿拉伯莧菜（ Arabidopsis lyrata ）的TWA1（AlTWA1）在20°C下即可支持酵母生長，而阿拉伯芥的TWA1需要更高的溫度（約30°C） 。 胺基端的變異性有多重要呢？研究團隊將胺基端前554個胺基酸刪除，發現這麼一來它就無法抑制基因表現了。 更有意思的是，當他們把阿拉伯莧菜的HVR區域換到阿拉伯芥的TWA1上，形成嵌合體，結果這個嵌合體在溫度感應上模仿了阿拉伯莧菜的TWA1行為，證實了HVR區域對溫度感應的重要性 。 到底TWA1怎麼作用呢？研究團隊利用FRET-FLIM技術，在酵母菌和植物細胞中分析了TWA1與JAM2和TPL蛋白的相互作用。結果顯示，在高溫下（30°C），TWA1在細胞核亞區域內與JAM2和TPL結合，而這種結合在低溫（20°C）下是測不到的 。 進一步的分析顯示，胺基端和羧基端在低溫（17°C）下是接近的，但在高溫下這兩端分開，顯示出溫度引起的構形改變 。 所以，TWA1蛋白在高溫時會改變形...