摘要：
日本和英国的研究人员发现了新的细节，关于幼叶如何构建它们的第一个叶绿体，植物细胞的能量工厂。研究人员确定了这种蛋白质的新作用，这种蛋白质在25年前首次被发现，但直到现在才被确定。
当一棵新的植物从种子发芽并开始长出第一片叶子时，它正在为生存而竞争，以建立叶绿体。如果没有叶绿体将阳光转化为能量，赋予生命的阳光将通过产生有害化学物质(称为活性氧)使植物由内而外燃烧。叶绿体的建立需要发育中的叶绿体与植物细胞的中央DNA中心(细胞核)之间通讯信号的传递。
研究人员表征的蛋白GUN1在叶绿体和细胞核之间的这种沟通中起着重要作用，但其功能的细节尚不清楚。东京大学的增田达教授说：“GUN1一直是个谜。”他是正在进行的研究的负责人，也是《美国国家科学院院刊》最新出版物的最终作者。(PNAS).GUN1之前很难研究，因为虽然植物细胞一生可以产生更多的蛋白质，但蛋白质在阳光下会迅速降解。
研究小组发现，GUN1影响了另一种拟议中的通信分子的产生和释放。在叶子发育的第一天和没有阳光的时期，GUN1与一种含铁分子结合，这种含铁分子最近在替代物或以植物为基础的“肉”行业中变得很有名：植物血红素。
植物血红素是一类称为四吡咯的化合物的一部分，四吡咯是一种由四个五元环组成的大分子。这些五边形环将中心金属原子联系在一起，如铁(血红素)或镁(叶绿素)。四吡咯是大多数生物生命所必需的古老分子。尽管研究人员知道四吡咯是如何形成的，但他们对它们如何在细胞中运动以及在旅途中做了什么知之甚少。
在使用从幼叶中分离的GUN1进行的一系列实验中，研究人员观察到该蛋白质直接与血红素和其他四吡咯结合，从而控制细胞中血红素的产生。增田说：“我们建议GUN1应该与血红素结合，以防止其从叶绿体移动到细胞核，这可能有助于确保叶绿体的有效发育。”因为GUN1在有阳光的情况下降解，它只释放血红素向细胞核发送信号，而叶绿体有光将其光合作用转化为能量。
增田说：“了解叶绿体是如何自然构建的，有一天可能使我们能够在不利的条件下潜在地操纵植物光合作用的方式，例如非常高或非常低的光强。”
GUN1是一组六个基因突变的一部分，这些基因突变都影响叶绿体和核基因组之间的通讯模式。其他枪蛋白也与其他类型的四吡咯分子相互作用。研究人员希望现在所有的GUN蛋白都已经被表征，这样我们就可以更多地了解四吡咯如何促进叶绿体和细胞核之间的交流。
增田说：“我们的下一步将是查明GUN1与血红素或其他四吡咯沿着蛋白质结合的位置，并继续跟踪血红素在细胞周围的运输。”
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