天生最好的化學(xué)家并不是科學(xué)家們，而是植物。自從大約4.5億年前開(kāi)始居住在陸地上，植物一直不斷地在進(jìn)化出豐富的自然小化合物和受體。

　　現在，Salk研究所的科學(xué)家在8月11日的《細胞》（Cell）雜志上發(fā)布了一項新研究，揭示出了通常被忽視的小分子：紅花菜豆酸(phaseicacid)一種意外的作用，紅花菜豆酸在歷史上一直被視作是植物中的一種無(wú)活性的副產(chǎn)物——是代謝的一個(gè)盡頭。新研究發(fā)現表明，紅花菜豆酸和它的受體有可能共同進(jìn)化變得對抗旱性和其他生存性狀至關(guān)重要，并有可能幫助開(kāi)發(fā)出可耐受氣候改變造成的自然災害的，一些新的、更強壯的作物。

　　資深研究員、Salk研究所JackH.Skirball化學(xué)生物學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)中心教授JosephNoel說(shuō)：“過(guò)去有一些跡象表明，紅花菜豆酸并不僅僅是一個(gè)無(wú)活性的旁觀(guān)者，而是一種發(fā)揮重要作用的植物激素?，F在，利用一系列先進(jìn)的生物學(xué)方法，我們更令人信服地證實(shí)了，紅花菜豆酸有可能對生存極為重要。”

　　長(cháng)期以來(lái)紅花菜豆酸都生活在其前體——脫落酸（ABA）的陰影下，脫落酸是植物研究中的一個(gè)大問(wèn)題。ABA是一種存在于所有陸地植物中的激素，對于響應環(huán)境壓力和病原體，尤其是向植物發(fā)出干旱警報起關(guān)鍵作用。ABA還因與水果和蔬菜中的好東西：類(lèi)胡蘿卜素，如β-胡蘿卜素及番茄紅素之間的關(guān)系而為人們所知。

　　像所有的天然小分子一樣，ABA是通過(guò)將一些復雜的代謝信號通路所產(chǎn)生，這些通路將簡(jiǎn)單的以碳為基礎的構件轉變成為了共同傳送大量信息的結構復雜的天然化合物。一些植物具有大量的ABA受體，每種受體在植物中執行不同的功能。但矛盾地是作為一種主要調控因子，ABA似乎對所有受體都有著(zhù)同等的偏好，這對于微調控制植物功能并不理想。

　　在新研究中，Noel研究小組采用了通常研究的一種植物擬南芥，獲得了缺失紅花菜豆酸加工酶，實(shí)際上累積了大量紅花菜豆酸的變種。

　　讓研究小組驚訝地是，植物顯示種子萌芽時(shí)間發(fā)生了改變，它們在缺水的情況下生存了較長(cháng)的時(shí)間。“這向我們表明了，或許我們不應該將紅花菜豆酸看做一種無(wú)活性的降解產(chǎn)物，而實(shí)際上是像其他植物激素一樣自身能夠引起一些改變的分子，”Noel說(shuō)。

　　科學(xué)家們完成了一系列的研究，闡明了紅花菜豆酸作為一種植物激素的作用，例如證實(shí)添加紅花菜豆酸到正常幼苗中可觸發(fā)許多特定基因，尤其是一些代謝酶的編碼基因表達發(fā)生改變，它們與ABA激活的基因有重疊也有不同。

　　此外，采用高分辨率成像技術(shù)——X射線(xiàn)晶體學(xué)，研究小組證實(shí)紅花菜豆酸結合了一些ABA受體，進(jìn)一步證實(shí)了ABA受體不只可以感知ABA。

　　新研究更廣泛地表明了，生物體在利用小化合物實(shí)現各種不同的反應方面可能有著(zhù)更多隱藏的復雜性。Noel說(shuō)，進(jìn)化有可能改變了其他一些所謂代謝終產(chǎn)物的用途。

　　論文的第一作者、Noel實(shí)驗室前博士后研究人員Jing-KeWeng在麻省理工學(xué)院Whitehead生物醫學(xué)研究所和生物學(xué)系建立了一個(gè)獨立的研究小組，將繼續探究從前未知作用的一些植物化合物。“我們希望發(fā)現和了解激素的復雜性、它們的代謝物及在各種植物中與受體的相互作用，”Weng說(shuō)。

　　Noel將研究這些激素在植物根部的作用。有證據表明，在干旱、過(guò)冬時(shí)期及土壤病原體侵襲過(guò)程中，紅花菜豆酸和ABA發(fā)揮作用將來(lái)自植物葉和莖的碳移動(dòng)到了根部來(lái)保護它們。Noel說(shuō)：“了解植物生物學(xué)的這一領(lǐng)域為我們思考有可能如何緩解氣候改變提供了新途徑。”