中國科學技術大學的科研團隊在植物激素研究領域取得了重大進展。該團隊由孫林峰、劉欣與譚樹堂攜手合作，成功揭示了植物生長素內向轉運蛋白AUX1的三維結構，并深入探索了其轉運機制。這一突破性成果已于近日在國際權威期刊《Cell》上發表。
生長素，作為植物體內至關重要的激素之一，廣泛參與調控植物的生長發育過程。其極性運輸特性尤為關鍵，這種特性使得生長素能夠在植物體內沿著特定方向流動，從而引導植物的生長方向。例如，向日葵的向光性就是由于生長素在光照側和背光側的不均勻分布所致。而AUX1/LAX家族蛋白，作為生長素由細胞外轉運至細胞內的關鍵媒介，在這一過程中發揮著不可替代的作用。
然而，盡管AUX1/LAX家族蛋白的重要性不言而喻，但科學界對其在分子層面的了解卻相對有限。為了填補這一知識空白，研究團隊將目光聚焦于擬南芥中的AUX1蛋白，這是首個被確認的生長素內向轉運蛋白。通過一系列精心設計的實驗，團隊逐步揭開了AUX1的神秘面紗。
研究團隊首先建立了基于放射性同位素的生長素內向運輸檢測系統，通過生化實驗證實了AUX1蛋白的生長素結合與轉運活性確實受到質子濃度的影響，并且可以被小分子抑制劑CHPAA所抑制。隨后，團隊利用先進的冷凍電鏡技術，成功解析了AUX1在無底物結合狀態、與生長素IAA結合狀態以及與CHPAA結合狀態下的高分辨率三維結構。這些結構首次展示了AUX1/LAX家族蛋白的整體構象特征，為理解其轉運機制提供了寶貴的結構基礎。
研究團隊還深入分析了AUX1與CHPAA結合時的結構特征，進一步揭示了CHPAA的抑制機制。基于這些結構信息，團隊提出了AUX1依賴質子濃度梯度實現生長素內向運輸的轉運模型，這一模型為理解生長素的極性運輸機制提供了全新的視角。
此次研究成果不僅填補了生長素極性運輸機制研究的關鍵空白，還進一步加深了科學界對植物激素運輸機制的理解。更重要的是，這一研究成果為未來的農業應用提供了堅實的理論支持。在除草劑開發、提升作物產量以及增強作物環境適應能力等方面，這一成果有望帶來顯著的實際應用價值。
本次研究的成功離不開團隊成員的共同努力和辛勤付出。中國科學技術大學的楊智森、魏宏、甘雨琳以及香港中文大學（深圳）的劉慧慧作為論文的第一作者，為研究的順利進行做出了重要貢獻。而孫林峰、劉欣和譚樹堂作為共同通訊作者，更是為整個研究提供了寶貴的指導和支持。
