細胞分裂是生物體生長與繁殖的基本過程。由於植物細胞具有細胞壁，其分裂方式與動物細胞不同，因此演化出植物細胞特有的分裂機制。在其分裂期間，細胞骨架會動態重組，並配合由高基氏體所衍生的分泌囊泡協助運送細胞性與細胞壁材料至新形成的細胞板；細胞板最終會與母細胞膜融合，形成將細胞一分為二的中隔結構。儘管植物細胞分裂的形態學已被詳細描述，其背後的分子調控機制仍未完全釐清。

趙光裕實驗室 的博士後研究員許雅雯博士發現HYCCIN2（HYC2）是一種具細胞骨架交聯能力的蛋白質，會於細胞分裂期間局部累積於細胞板周圍，參與細胞板結構與磷脂質的組裝。進一步透過遺傳與蛋白質交互作用實驗，證實 HYC2 可與兩種已知參與細胞板形成的重要蛋白 DRP1A 與 SH3P2 結合。在 hyc2 突變株中DRP1A 與 SH3P2 無法正確定位至細胞板，並伴隨明顯的細胞分裂異常，進而導致擬南芥胚胎發育受損。本研究顯示，HYC2 在擬南芥胚胎細胞分裂過程中，扮演將 SH3P2–DRP1A 複合物正確導向至細胞板的關鍵角色，進一步參與細胞板的建構與植物胚胎的正常發育（Hsu et al., New Phytologist , 2025）。

Hsu YW, Juan CT, Guo CL, Wang HJ, Jauh GY. HYCCIN2 is essential for recruiting the SH3P2-DRP1A complex to the cell plate in Arabidopsis embryos. New Phytol. 2025 Jul 4. doi: 10.1111/nph.70367. Epub ahead of print. PMID: 40616256.

蛋白質的磷酸化與N-醣基化是植物中調控重要訊息傳遞途徑的關鍵轉譯後修飾。然而，由於這兩種修飾的相對含量較低，且各自所需的富集條件不同，因此同時分析植物這兩種修飾的樣品前處理流程通常較為繁瑣，進而影響了質譜分析的通量、靈敏度與準確性。

我們提出了一種單微量滴管IMAC-HILIC方法，該方法將固定化金屬親和層析（Immobilized Metal Affinity Chromatography, IMAC）與親水性作用層析（Hydrophilic Interaction Chromatography, HILIC）的材料整合於單一微量滴管內，使磷酸化胜肽與N-醣基化胜肽能同時富集並依序洗脫。此整合流程優化了N-醣基化胜肽的洗脫溶液，有效降低了N-醣基化胜肽洗脫時磷酸化胜肽的共洗脫情形，並簡化了樣品處理步驟。相較於傳統的串聯微量滴管方法（TIMAHAC），此單微量滴管策略在胜肽鑑定深度上具備相似的效能，且提高了兩種修飾胜肽的定量準確性。

此外，我們透過分析鈣缺乏對阿拉伯芥的影響，證實了該方法的應用性，觀察到磷酸化蛋白質體與N-醣基化蛋白質體均出現明顯的整體變化。因此，我們所優化的實驗方法提供了一個易操作且高通量的平台，可用於植物樣品中雙重修飾同時分析，為更廣泛探討不同生理與逆境反應中修飾之間的交互作用奠定了基礎。

蛋白質體核心實驗室助理專案研發學者陳瑾玟與專任研究助理陳亭安為本篇共同第一作者。本研究發表於美國化學學會（American Chemical Society）旗下期刊《蛋白質體研究》（Journal of Proteome Research）。

Chen, C.-T.; Chen, T.-A.; Lin, P.-Y.; Lin, S.-Y.; Hsu, C.-C. (2025) Integrated Single-Tip IMAC-HILIC Enables Simultaneous Analysis of Plant Phosphoproteomics and N-Glycoproteomics, J. Proteome Res. 24, 7, 3560-3568

細小的微生物其實比我們想像中更聰明! 本所馬家威老師在Nature Reviews Microbiology期刊上為我們介紹植物病原菌的分工協調行動。假單胞菌在侵染植物的過程中會進行分工，其中一群細菌會手持武器，準備好和植物的免疫反應對抗；另一群細菌則相對低調，隨勢而動視情況隨時準備落跑。有關的發現最早見於Nature Microbiology的期刊上。這項研究提醒我們，微生物可是非常靈活的。微生物縱然細小，團結起來會帶來意想不到的效果，並增加物種的存活率。不知道以上所述的分工在整個微生物相的層面是否也存在了? 這個正是馬老師有研究的題目。

Ma, KW. Coordinated action by individuals orchestrates infection through the division of labour. (2025). Nat Rev Microbiol

木質纖維素 (Lignocellulose biomass) 是目前地球上最豐富且永續的生質燃料之一，但在實際應用上面臨諸多挑戰，尤其在轉換效率與成本控制方面。關鍵問題之一，是分解木質纖維素所需的酵素成本極高，阻礙了其在生質能源產業中的大規模發展。為了突破這項限制，研究逐漸趨向研發能提升酵素效率並降低成本的創新技術。其中，細菌使用的「纖維小體」（cellulosome）是一種多酵素複合體，可將多種分解酵素組裝於同一平台，藉由酵素間的協同作用，大幅提升整體分解效率，其表現可達游離酵素的數十倍。為了進一步強化分解作用，人工設計的纖維小體被期望能在效率與應用上更勝一籌，但面臨穩定性及總體效率不足的瓶頸。本篇綜述從三個層面探討木質纖維素降解相關研究的最新進展與未來方向：首先，比較細菌與真菌在纖維素降解中所使用的酵素種類與作用機制；其次，分析這兩類微生物中纖維小體的結構特徵與工程應用潛力；最後，歸納出三項最具潛力的策略，包括：發現新型具纖維小體或高效降解木質纖維素的微生物、透過蛋白質工程提升酵素的熱穩定性與活性，以及改善人工纖維小體的設計與模組化能力。這些策略將有助於推動植物纖維資源的利用，促進木質纖維素在綠色能源與循環經濟中的實質應用。

本文發表於《微生物學前沿》（Frontiers in Microbiology），研究經費來自中央研究院。

論文: Kuan-Ting Hsin, HueyTyng Lee, Yu-Chun Huang, Guan-Jun Lin, Pei-Yu Lin, Ying-Chung Jimmy Lin, Pao-Yang Chen* (2025) Lignocellulose degradation in bacteria and fungi: cellulosomes and industrial relevance. Frontiers in Microbiology , https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1583746

植物菌質體 (phytoplasmas) 是一群無法被人工純化培養的植物病原細菌，其中 ‘ Candidatus Phytoplasma solani’ 這個物種可藉由多種昆蟲媒介傳播，感染葡萄、馬鈴薯、番茄、玉米、甜菜等多種作物，在歐洲－地中海地區造成嚴重危害。該物種內不同菌株在媒介昆蟲、植物宿主範圍和病原性等方面具有高度變異，但可用來解釋這些表型變異的基因型基礎仍不清楚。為研究此課題，本所團隊參與跨國合作，運用比較基因體學研究法，探討此病原菌的遺傳多樣性、致病策略與演化潛力。

在新發表的論文中，研究團隊發現主要感染玉米的STOL菌株，其基因體較小，可動遺傳因子較少，且染色體結構在演化上也較為穩定。相較之下，感染異株蕁麻的ST19菌株則呈現相反特性。透過種內及種間的比較分析，團隊也定義出與植物菌質體致病力密切相關的效應蛋白基因分布，並進一步強化了這些致病基因與可動遺傳因子在遺傳及演化上的緊密連結。

整體而言，此研究提供了目前最完整的 ‘ Ca. P. solani’ 基因體資料，揭示此病原菌在基因體結構與致病基因上的高度可塑性。這些結果不僅為效應蛋白的功能研究奠定基礎，也有助於了解病原細菌－媒介昆蟲－植物宿主三者間的複雜互動。未來可望應用於病害防治策略的開發，例如利用分子標記進行檢測或育種抗病品種。

本研究為克羅埃西亞 (Croatia) 與台灣的國際合作成果，發表於英國微生物學學會（Microbiology Society）旗下期刊《微生物基因體學》（Microbial Genomics）。共同通訊作者包含 University of Zagreb 的 Martina Seruga Music 教授以及中研院植微所的郭志鴻研究員。共同作者裴慎謙（Shen-Chian Pei）為郭志鴻實驗室專任研究助理。

Seruga Music M*, Polak B, Drcelic M, Pei SC, Kuo CH* (2025) Sequencing and comparative analyses of ‘ Candidatus Phytoplasma solani’ genomes reveal diversity of effectors and potential mobile units. Microbial Genomics 11:001401. https://doi.org/10.1099/mgen.0.001401

The Institute of Plant and Microbial Biology (IPMB), Academia Sinica, Taipei, Taiwan invites applications for tenure-track faculty positions at all levels in the research areas of plants and plant-related microbes.

Please submit your application here by August 31, 2025.

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正股單鏈之核糖核酸病毒（positive-sense single-stranded RNA virus, (+) ssRNA virus）危害全球一半以上之農作物，當它感染宿主細胞後，會截取宿主因子並利用宿主細胞內的胞器膜構建複製複合體（viral replication complex, VRC），提供保護性的環境以利其基因體有效的複製。竹嵌紋病毒（Bamboo mosaic virus, BaMV）為一種 (+) ssRNA 病毒，其複製及轉錄發生在葉綠體，但是亦需要粒線體外膜蛋白（voltage-dependent anion channel，VDAC）在細胞質中形成的 VRC幫助其複製。但是BaMV如何利用兩種胞器以及內質網相關的VRC 聚集體複製，這方面知識一片空白。

本研究揭示糖解作用中的關鍵酵素——烯醇化酶（enolase, ENO）在 BaMV 複製過程中扮演正向調控的角色，同時作為葉綠體與粒線體之間的重要連結橋梁。ENO不僅促進細胞質中 VRC 聚集體的形成，增強 BaMV 的穩定複製與感染力，亦可與 BaMV RNA 的非轉譯區結合，並與病毒複製酶（Rep _BaMV ）直接互作，促進病毒複製及 VRC 的形成與擴大， ENO 的結構完整性對其功能發揮至關重要。此外，VRC聚集體位於內質網膜系統上，由丙酮酸激酶（pyruvate kinase）、粒線體外膜蛋白VDAC及 病毒複製酶Rep _BaMV 共同組成，並與病毒移動蛋白協同作用，確保 BaMV 的穩定複製與感染。本研究揭示RNA病毒同時利用多種胞器進行複製，為病毒學領域帶來嶄新視野。

本研究成果於2025年5月13日發表於《美國國家科學院院刊》 （Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS） ( https://doi.org/10.1073/pnas.2415089122 ).。經費由中央研究院深耕計畫支持，為植物暨微生物學研究所林納生老師實驗室之成果，論文第一作者為本所博士後研究員林冠妤博士。

中央研究院植物暨微生物學研究所朱修安博士與郭志鴻博士，攜手國立中山大學海洋科學系陳慶能博士組成研究團隊，成功完成一株新穎的單細胞海洋藍綠菌 Cyanobacterium sp. Dongsha4（DS4）的全基因體解序及相關特性研究。該菌株分離自南海東沙島一處高溫的潟湖，具備優異的耐熱（最高可達50 °C）與廣鹽（0–6.6%）能力，超出一般藍綠菌的耐受範圍。

基因體學分析顯示，與DS4親緣關係最近的物種為來自義大利溫泉的耐熱藍綠菌 Cyanobacterium aponinum PCC 10605。但DS4屬於一個新發現的物種，擁有獨特的遺傳特徵，包括完整的固氮基因群與多組參與逆境適應與次級代謝物合成的基因，可能賦予其於極端環境中生存的適應能力，並具備潛在的生物技術應用價值。本研究成果已發表於國際期刊 BMC Microbiology 。

Chen, CN.N., Lin, KM., Lin, YC. et al. Comparative genomic analysis of a novel heat-tolerant and euryhaline strain of unicellular marine cyanobacterium Cyanobacterium sp. DS4 from a high-temperature lagoon. BMC Microbiol 25, 279 (2025). https://doi.org/10.1186/s12866-025-03993-7

2025-10-13 11:00

Motility and life clarified by minimal synthetic bacterium, JCVI-syn3

Prof. Makoto Miyata , Department of Biology, Osaka Metropolitan University, Japan