北京
大暑高温持续上线！我们可以躲进室内乘凉，扎根大地无法移动的植物，该怎样对抗滚滚热浪？一起来解锁植物的防暑秘密。
植物热应激，指植物在高温环境下通过生理生化机制应对温度胁迫的过程。通常情况下，植物会通过加强呼吸作用、合成新的蛋白质、清除高温产生的活性氧等一系列行为，来应对高温带来的不利影响。
那么，环境中的温度变化是如何被植物感知并且触发这一系列应对行为的呢？科学家们通过结合实验和计算机模拟在分子层面有了新发现——一种名为FUST1的新型蛋白质。它能最先感知到温度变化并做出反应，就像一把由温度操控、开启植物应激反应的钥匙。
FUST1的命名灵感源自中国神话中住着10个太阳的扶桑树。当温度处于35摄氏度以下且逐渐升高时，原本无序的FUST1会从小分子逐渐凝聚为较大的小液滴；随着温度进一步升高，FUST1还会与周围的特定分子相结合，使小液滴的体积增大、数量增多，形成规模更庞大的聚合群体。
这种FUST1凝聚形成液滴的现象，在植物的茎、根、吸胀的种子以及叶表皮细胞中都能观察到。正是因为FUST1的存在，经过热处理的种子和幼苗，其耐热性得到了显著提高，从而能够健康茁壮地生长；反之，缺少FUST1的幼苗在45摄氏度、休克4小时的条件下则会坏死。
如果将FUST1比作一把钥匙，那么控制其凝聚特性的关键“齿纹”，便是其内部的一个朊病毒样的结构域。随着温度升高，该结构域中部分分子间的相互作用不断增强，从宏观上就表现为FUST1发生凝聚。一旦失去了这个结构域，FUST1便很难再聚集起来。
当温度超过35摄氏度时，FUST1如同深入锁芯开启大门一般，驱动细胞内众多应激颗粒启动组装过程。在这一过程中，蛋白质与蛋白质、蛋白质与RNA（与蛋白质聚集形成应激颗粒，可以保护基因并暂停非必需蛋白质的合成）之间相互作用，形成凝聚。同时，这些颗粒也具备解开聚集的能力：当高温威胁消失后，原本为应对高温暂时进入保护状态的蛋白质，会通过解聚恢复原有功能，而不是彻底失活导致细胞死亡。
除绿藻外，陆地植物中普遍存在与FUST1同源的基因，这些基因不仅功能稳定，还能稳定遗传。
直面大暑热浪，植物靠独特机制扛住烈日考验。这份大自然的防暑秘籍，也给科研带来很多启发。快来聊聊，你身边有哪些超耐晒的植物？
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责任编辑｜赵青云
运营编辑｜李雅欣 麦芷琪（实习）
质量审核 | 原飞燕
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《植物的“高温应急钥匙”藏在哪儿
？》，撰文/田蓉（中南大学），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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