圖片作者：ChatGPT
過去就知道，在植物細胞中，當核苷酸分解後產生的核糖，會被回收再利用。不過，這個過程有個關鍵步驟長久以來是個謎：
核苷酸分解產生的核糖要先進入葉綠體裡「換衣服」——被磷酸化成核糖-5-磷酸，才能重新參與代謝。
那麼，是誰負責幫核糖開門、讓它進去換衣服的？從根瘤開始的尋人任務
德國的研究團隊想找到這個「警衛」。他們想，過去找不到，會不會是因為在一般植物中，它所負擔的任務比較沒那麼重要，造成不好找？
於是他們從一個聰明的地方著手：豆科植物的根瘤。為什麼要用豆科植物的根瘤來找這個「警衛」呢？因為在這些與固氮菌共生的器官裡，植物不斷合成與分解嘌呤來產生尿囊素（allantoin），過程中會產生大量核糖。如果有哪個地方最需要把核糖送進葉綠體，那一定就是這裡。
所以，他們不找少了這個基因的突變株（畢竟不知道會有什麼性狀其實也很難找），而是透過比較四種豆科植物的根與根瘤轉錄體。
其中的菜豆與大豆，會把氮轉成尿囊素：也就是說，它們會非常需要這個未知基因的協助；至於苜蓿與蓮藕豆則不會走這條代謝路線。（是的，一樣是跟根瘤菌共生的豆科植物，也有不同的代謝方式，甚至可以以代謝方式分成不同群！）
他們找出那些在「根瘤」中表現明顯高於「根」的糖運輸基因，並篩選出只在菜豆與大豆上升的候選者。
結果他們發現，在菜豆與大豆的根瘤中，有兩個基因雀屏中選。
其中一個名叫 pGlcT 的基因，剛好只在尿囊素型根瘤中表現量上升；這個基因原本被認為只是「葉綠體葡萄糖運輸蛋白」，但它的表現模式以及具有葉綠體運輸訊號這兩個特徵，立刻就被研究團隊懷疑這就是他們要找的「人」！
回到阿拉伯芥：讓核糖塞車的突變株
由於豆科植物體積大、生長不夠快，因此接下來，他們選擇使用最受歡迎的模式植物：阿拉伯芥來進行測試。
研究團隊在阿拉伯芥中把這個基因剔除，結果葉片裡的核糖濃度暴增到正常的四倍，彷彿葉綠體的門被關上，核糖只能在外面擠成一團。
當他們補回這個基因以後，葉片核糖濃度便恢復正常——證明這扇門的確由它掌管。
為了進一步確認，研究團隊又餵植物尿苷。尿苷在細胞質中分解時會釋放核糖，如果門打不開，核糖自然堆得更多。果然突變株的葉片核糖濃度再次暴增。
最後，他們把 pGlcT 放進缺乏核糖運輸能力的大腸桿菌中，結果那些細菌又開始能靠核糖長大——
也就是說：pGlcT 確實會運輸核糖。
再回到豆科：根瘤裡的現場
在小芥中取得確認後，研究團隊又再度回到根瘤。他們在菜豆的根瘤中剔除了 Pv-pGlcT 後，細胞質中核糖與果糖的濃度都上升，而尿囊素的濃度下降。
螢光顯微鏡測試發現，pGlcT 主要出現在根瘤裡被根瘤菌感染、正在進行固氮反應的細胞裡——也就是最需要核糖換衣服的地方。
由於pGlcT不只是可以運輸核糖，也可以運輸葡萄糖與果糖；因此研究團隊認為，pGlcT應該不是只有一種功能。
他們認為，在白天，在光合作用旺盛的葉綠體中，pGlcT 幫忙把澱粉分解產生的葡萄糖送出；晚上或在根瘤中，它又變成把核糖送進葉綠體的入口。
這扇門會隨著細胞代謝的需求「兩用」——像個懂得變裝的警衛。
跨物種的靈感
這個研究最令人佩服的地方，不是高科技，而是思考的角度。
研究團隊沒有在單一植物裡亂挖基因，而是從生理邏輯出發、進行跨物種比對，找到基因之後再使用模式植物測試功能，最後又回到原植物進行驗證。
透過跨物種的思考，他們讓一個隱形的小角色現身——
那位讓核糖進葉綠體「換衣服」的警衛 pGlcT。
參考文獻：
Voß, L., Keller, I., Schröder, R. et al. A plastid carbohydrate carrier mediates ribose recycling from nucleotide catabolism and glucose export from starch degradation. Nat Commun 16, 9747 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-65510-8
