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謝明勳 (Hsieh, Ming-Hsiun)

副研究員

  • Ph.D., Department of Biology, New York University, USA
  • M.S., Department of Botany, National Taiwan University
  • B.S., Department of Botany, National Taiwan University
  • +886-2-2787-1046(Lab)
  • +886-2-2787-1168(Office)
  • ming@gate.sinica.edu.tw
  • 植物分子營養與訊息傳導

氮是植物最需要的養分之一,植物主要的氮源是土壤裡的硝酸或阿莫尼亞,這些無機氮必須在植物體內經過氮同化作用,以及一系列的轉氨作用,合成胺基酸以及其它含氮的有機化合物,才能供應植物生長與發育之所需。Glutamine是植物體內由無機氮轉化為有機氮的第一個產物,除了胺基酸、蛋白質與核酸的合成,glutamine在植物營養與訊息傳導可能也扮演著重要的角色。我們初步研究發現水稻可以很有效地利用glutamine做為氮源,促進植株的生長與發育(圖一)。此外,利用基因體學的研究方法,我們在水稻找到了一些對glutamine、glutamate及ammonium nitrate反應特別敏感的基因(圖一),這些基因可能與氮的代謝、感應與訊息傳導有關,我們正在研究這些基因的功能。

圖一、水稻可以有效地吸收利用Gln(左),水稻根部受到Gln, Glu及 NH4NO3 快速誘導基因之分析 (右)。

除了水稻,我們也以阿拉伯芥做為研究材料,利用forward genetics 的研究方法,篩選出一些在以glutamine作為唯一氮源時,生長或發育會受到抑制的阿拉伯芥突變株(圖二),這些突變株可能對glutamine無法正常地的吸收、運送、代謝或感應,我們將進一步研究這些突變株與glutamine的感應與訊息傳導有什麼關係。另外,我們先前的研究在阿拉伯芥發現了一群具有二至四個 ACT domain 的蛋白質,並將這群蛋白質命名為 ACR (ACT repeat)。很多與胺基酸合成有關的酵素,都有 ACT domain 與 catalytic domain。當胺基酸過剩時,便會透過 ACT domain 來迴饋抑制 catalytic domain 的活性。然而 ACR 蛋白質除了 ACT domain 之外,並沒有任何的 catalytic domain。因此,我們推測 ACR 蛋白質可能具有感應胺基酸的功能。阿拉伯芥共有十二個ACR基因(ACR1-ACR12),我們已獲得大部分ACR基因的突變株,例如圖三即為acr11的突變株,我們將利用這群突變株,來研究阿拉伯芥ACR基因的功能。

圖二、阿拉伯芥dig1 (defective in glutamine1) 的性狀分析。

圖三、阿拉伯芥acr11突變株的性狀分析。

All publication list

Selected publication list

  • Hsieh WY, Lin SC, Hsieh MH* (2018) Transformation of nad7 into the nuclear genome rescues the slow growth3 mutant in Arabidopsis. RNA Biol 15:1385-1391
  • Hsieh PH, Kan CC, Wu HY, Yang HC, Hsieh MH* (2018) Early molecular events associated with nitrogen deficiency in rice seedling roots. Sci Rep 8: 12207
  • Singh SK, Sung TY, Chung TY, Lin SY, Lin SC, Liao JC, Hsieh WY, Hsieh MH* (2018) ACR11 modulates levels of reactive oxygen species and salicylic acid-associated defense response in Arabidopsis. Sci Rep 8: 11851
  • Hsieh WY, Liao JC, Wang HT, Hung TH, Tseng CC, Chung TY, MH Hsieh* (2017) The Arabidopsis thiamin deficient mutant pale green1 lacks thiamin monophosphate phosphatase of the vitamin B1 biosynthesis pathway. Plant J 91: 145-157
  • Yang HC, Kan CC, Hung TH, Hsieh PH, Wang SY, Hsieh WY, Hsieh MH* (2017) Identification of early ammonium nitrate-responsive genes in rice roots. Sci Rep 7: 16885
  • Kan CC, Chung TY, Wu HY, Juo YA, Hsieh MH* (2017) Exogenous glutamate rapidly induces the expression of genes involved in metabolism and defense responses in rice roots. BMC Genomics 18:186
  • Liao JC, Hsieh WY, Tseng CC, Hsieh MH* (2016) Dysfunctional chloroplasts up-regulate the expression of mitochondrial genes in Arabidopsis seedlings. Photosynth Res
127:151–159.
  • Kan CC, Chung TY, Juo YA, Hsieh MH* (2015) Glutamine rapidly induces the expression of key transcription factor genes involved in nitrogen and stress responses in rice roots. BMC Genomics 16: 731.
  • Hsieh WY, Liao JC, Chang CY, Harrison T, Boucher C, Hsieh MH* (2015) The SLOW GROWTH3 pentatricopeptide repeat protein is required for the splicing of mitochondrial NADH dehydrogenase subunit7 intron 2 in Arabidopsis. Plant Physiol 168: 490-501.
  • Hsieh WY, Sung TY, Wang HT, Hsieh MH* (2014) Functional evidence for the critical amino-terminal conserved domain and key amino acids of Arabidopsis 4-HYDROXY-3-METHYLBUT-2-ENYL DIPHOSPHATE REDUCTASE.Plant Physiol 166: 57-69.

實驗室成員:

王幸美 (博士後) Hsin-Mei Wang (Postdoc)

謝瑋育 (研究助理) Wei-Yu Hsieh (Research Assistant)

林桑竹 (研究助理)San-Chu Lin (Research Assistant)

謝秉翰(研究助理)Ping-Han Hsieh (Research Assistant)

李金騰(研究助理) Kim Teng Lee (Research Assistant)

楊雯茹(研究助理) Wen-Ju Yang (Research Assistant)

鍾逸心(研究助理) Yi-Hsin Chung (Research Assistant)

廖紘陞(大學生)Hong-Sheng Liao (Undergraduate)