石油再生首部曲？从植物“自噬作用”说起

自噬作用（autophagy）是生物界重要的细胞内降解机制。在哺乳动物细胞、酵母菌和植物中，自噬作用与饥饿反应、发育、淀粉降解、非生物威胁反应和先天免疫反应等重要生理进程有关。

近日，美国能源部 Brookhaven 国家实验室的生物化学研究团队发现，植物能透过自噬作用控制其细胞中油脂含量，同时还提供科学家未来能增加石油累积的可能策略，该研究刊登于《Plant Cell》。

该研究团队透过放射性标记前体化学品植物来制造脂肪酸，并且追踪标记的脂肪酸随时间变化而移动位置。他们首先发现标记的脂肪酸成为细胞膜的一部分，然后当膜被破坏时，能透过自噬作用而释放脂肪酸，随后能组装成油脂，储存在脂滴中。随后，他们关闭自噬作用所需的基因，可使脂滴的积累减少 70％。

为了启动植物的自噬作用，该研究团队把它们放在黑暗中，没有阳光，就没有光合作用来提供能量。接着，他们使用用二种萤光标记来标记脂滴（绿色）和液泡周围的膜（红色）。随后发现，在液泡内部，酶通常会分解脂滴以释放脂肪酸以获取能量，但他们能在液滴消失之前捕获图像。此外，他们再次阻断自噬作用的基因表现，使液泡不能吃掉液滴，因此它们会积聚在细胞质中。对此，他们解释，将未被消化的油滴留在细胞质中，可能不利于在黑暗中挨饿的植物，但它也提供一种策略，以帮助生物能源植物积累更多的油。

植物细胞液泡（红色）内的脂滴（绿色）。来源：https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=115519

根据世界能源会（World Energy Council）的估计，全球石油将于 40-50 年内用尽。然而，若未来科学家能进一步发现油脂产生或累积的相关讯息传递，开发出让植物制造储存更多的脂肪酸的策略。

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参考资料：
1. The Plant Cell, 2019 DOI: 10.1105/tpc.19.00170
2. https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=115519
3. http://www3.nstm.gov.tw/green/01_about_a.html