生物學家們有可能挖掘出了操控負責光合作用的重要植物細胞元件——葉綠體功能的潛力。相關論文“Chloroplast Biogenesis is Regulated by Direct Action of the Ubiquitin-Proteasome System”發(fā)表在11月2日的《科學》（Science）雜志上。

來自萊斯特大學生物學系的研究人員發(fā)現(xiàn)葉綠體受到了泛素蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）的影響。UPS是一種引起細胞內不必要蛋白質降解的過程，從前被認為只在細胞的中心區(qū)域（central part）起作用。因此，研究人員認為他們或許可以利用特異的蛋白質來調控葉綠體的功能，例如在果實成熟過程中將其轉換成色素含量高（highly-pigmented ）的葉綠體。

新研究確定了植物細胞核中的一個基因SP1編碼了一種稱作E3泛素連接酶（E3 ubiquitin ligase）的蛋白，能夠通過UPS過程來調控葉綠體發(fā)育。

研究小組現(xiàn)正研究在農作物（crop plants）中利用SP1基因，例如影響如西紅柿、甜椒和柑橘等果實的成熟。萊斯特大學企業(yè)與業(yè)務發(fā)展辦公室提出了申請以開發(fā)研究的實際應用。

萊斯特大學生物系教授Paul Jarvis自2000年開始領導這一項目。他表示：“我們的工作表明UPS也在植物細胞葉綠體中起作用。發(fā)現(xiàn)UPS與葉綠體之間這一從前未被預料到的是生物學上的一個重大突破，有可能實現(xiàn)在作物中操縱葉綠體功能。做到這一點是令人難以置信的——這是一條漫長的道路。”

該研究獲得了來自英國生物技術與生物科學研究委員會（BBSRC）的資金資助。BBSRC執(zhí)行官Douglas Kell教授說：“為了確保我們能夠為日益增長的人口可持續(xù)性地提供健康的食品，我們需要尋找一系列的新方法來解決例如提高作物產量和減少食物浪費等挑戰(zhàn)。這一研究凸顯了許多途徑其中的一條——科學的幫助。”

“成熟過程可以快速發(fā)生，然而只經過數日便成熟的水果或蔬菜被認為是不能食用的。這一無法避免的過程給農民和消費者帶了極大的損失。新研究發(fā)現(xiàn)推動我們向更大程度地控制成熟邁進了一步，從而為農民在的條件下供應提供了更多的靈活性。”