脂质是活细胞正常运作所必需的生物分子，从组成细胞膜到形成细胞信号通路的组成部分。植物细胞在叶子和种子中具有称为脂滴 (LD) 的细胞亚细胞结构或细胞器，它们储存多余的脂质(脂肪)。
最近的研究表明，LD 还可以定位执行基本分子功能的独特植物蛋白。例如，种子 LD 定位称为油质蛋白的植物蛋白，它有助于种子抵御冰冻温度并正常发芽。随着越来越多的证据表明 LD 不仅是碳储存的细胞器，而且还可能执行重要的分子功能，一组研究人员试图了解相对未经探索的叶子 LD 的作用。千叶大学的 LD 专家 Takashi L. Shimada 副教授解释了他们研究背后的动机，“我们对叶片 LD 的功能了解有限——为什么植物叶子会积累 LD?我们相信这个基本问题的答案也将有助于脂质生产技术。”
在 2024 年 3 月 1 日发表在《植物科学前沿》上的一项新的开创性研究中，Shimada 博士和他的研究小组表明，叶片 LD 定位了对细胞内运动至关重要的肌球蛋白结合蛋白和催化呋喃脂肪酸生物合成(一种活细胞中的脂肪产生)的酶，突出了 LD 的潜在和以前未被发现的分子功能。这项研究由 Shimada 博士领导，他隶属于日本千叶大学园艺研究生院、植物分子科学中心和空间农业与园艺研究中心。他的研究小组还包括这项研究的第一作者、千叶大学园艺学院的 Yuto Omata 先生，以及名古屋大学世界顶级国际研究中心计划-转化生物分子研究所的讲师 Emi Mishiro-Sato 博士，以及日本甲南大学理工学院的 Ikuko Hara-Nishimura 博士和 Haruko Ueda 博士。
研究人员使用了一种突变的拟南芥植物模型，在叶子中积累 LD，称为拟南芥突变体高固醇酯 1。Shimada 博士补充道，“这种拟南芥植物突变体模型也可以作为进一步研究叶子 LD 蛋白质组的宝贵资源。”
此外，研究人员分离了这些叶子 LD，并使用质谱法来鉴定相关蛋白质。他们发现了 3,206 个候选蛋白质。此外，他们重点关注 31 种候选蛋白来测试叶片 LD 的相关行为。他们在这些蛋白质上附加了荧光标记，以方便显微镜观察。
荧光显微镜显示所研究的叶 LD 中存在肌球蛋白结合蛋白 14 (MYOB14) 和两种未表征的蛋白。进一步检查缩小了定位于叶 LD 的 MYOB 家族成员范围：MYOB1、MYOB2、MYOB3 和 MYOB5。研究人员还鉴定出这两种未表征的蛋白质类似于呋喃脂肪酸生物合成的酶，这表明叶片 LD 与脂肪酸生产类型之间存在潜在联系。
尽管这项研究取得了进展，Shimada 博士警告说，需要对叶 LD 进行进一步研究，“我们需要鉴定更多的叶 LD 蛋白，以解析叶 LD 的分子和生理功能。”
尽管如此，这项研究为叶 LD(一种相对尚未开发的植物资源)的未来研究铺平了道路，这可能会彻底改变脂质生产和相关行业，这一切都归功于 Shimada 博士和他的团队的努力。
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