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植物生物時鐘:LWD 蛋白質複合體幫忙算時間

發布時間: 2026-09-04

外在光環境可以訓練植物建立生物時鐘,植物也仰賴內建生物時鐘來精準預測環境的晝夜週期變化,這個「內、外同步化」的過程,除了可以優化植物的生長與發育外,也會增加作物的產量和強化植物對環境的韌性。本院植物暨微生物學研究所吳素幸特聘研究員團隊先前研究發現「光調節WD蛋白質」(LIGHT-REGULATED WD proteins, LWDs)是維持阿拉伯芥生物時鐘穩定運作的關鍵角色。LWDs蛋白質擁有多重WD重複序列,可以作為結構支架,與其他蛋白質結合,組成多功能的蛋白質複合體。為釐清這些由LWDs驅動的蛋白質複合體在晝夜中如何與其他蛋白質合作,研究團隊利用TurboID鄰近標記技術,成功鑑定出219個和LWD1交互作用蛋白質,其中包含數個新發現的生物時鐘調節因子。

研究也發現,LWD1在一天24小時中,會和不同蛋白質交互作用,組成功能各異的蛋白質複合體,調節生物時鐘基因的表現。例如,清晨時LWD1與植物轉錄因子TCP結合,啟動植物生物時鐘基因CCA1。但是到了下午至傍晚,LWD1和轉錄抑制蛋白質PRR/HDA/TPL所形成的複合體,卻可以降低CCA1的表現,確保CCA1在清晨準確地達到表現高峰,啟動植物每天24小時週而復始、與外在光環境配合的生物時鐘運作。本研究揭示了LWD1蛋白質複合體的多樣性及對CCA1的雙重調節機制,不僅釐清了LWD蛋白質如何穩定生物時鐘運作,也為植物生物時鐘相關研究開啟嶄新的研究方向。

本研究由中研院深耕計畫及國科會專題計畫支持,研究成果已於2026年7月8日發表於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)