全球氣候變化是人類目前遇到的最大挑戰之一，氣溫升高對植物的生長和糧食產量帶來了嚴重的威脅。植物通過復雜的基因調控網絡快速響應熱脅迫。在該調控網絡中，熱休克因子（heat shock factors，HSFs）發揮著非常重要的作用。HSFs表達和活性的精密調控至關重要。
2022年7月11日，蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室、北京大學現代農學院錢偉強研究員課題組在Nature Plants上發表了題為“ALBA proteins confer thermotolerance through stabilizing HSF mRNAs in cytoplasmic granules”的研究論文，揭示了一種全新的HSF mRNAs調控機制，以及植物ALBA （Acetylation lowers binding affinity）蛋白的重要功能：HSF mRNAs在應激顆粒和加工小體中被ALBA蛋白穩定，進而參與植物耐熱。
研究者發現高溫條件下ALBA蛋白在細胞質形成富含具ploy（A）尾mRNA的顆粒狀結構，且組裝動態可逆。高溫脅迫條件下ALBA蛋白與應激顆粒標記蛋白共定位，與加工小體標記蛋白部分共定位。體內和體外實驗表明ALBA蛋白能夠發生相分離。alba456突變體具有多種異常的生長發育表型，且對高溫脅迫非常敏感。利用eCLIP-seq鑒定了ALBA5的內源結合靶點。在高溫條件下，ALBA5能夠結合多個HSF mRNAs，如DREB2A、MBF1C、HSFB2A、HSFA2等。
RNA原位雜交結果表明，熱脅迫時HSFA2、HSFA7B mRNAs與Rbp47b在顆粒狀結構共定位。ALBA4、ALBA5和ALBA6的缺失不影響應激顆粒的組裝以及應激顆粒中總mRNAs的量，而特異地影響HSFA2和HSFA7B mRNAs在應激顆粒中的豐度。在alba456突變體中，HSF mRNAs的降解速率相比Col-0明顯較快，且豐度較低。表明ALBA蛋白招募HSF mRNAs進入應激顆粒，幫助維持HSF mRNAs的穩定。XRN4的突變能夠回補alba456突變體的發育缺陷、熱脅迫敏感、HSF mRNAs降解速率較快、豐度較低的表型。
總的來說，該工作發現當植物受到高溫脅迫時，ALBA蛋白結合包括HSF mRNAs在內的一系列mRNAs，通過相分離招募這些mRNAs進入應激顆粒和加工小體中，保護HSF mRNAs在高溫條件下不被降解。在alba456突變體中，HSF mRNA不能被有效的招募進入應激顆粒和加工小體中保護起來，因此在細胞質中被XRN4從5′到3′降解，造成植物的耐熱性下降（圖一）。這一研究結果對于深入理解植物耐熱性的分子機制和應激顆粒的生物學功能具有重要作用。
北京大學童津津博士、任志彤博士和孫林華博士為文章的共同第一作者，錢偉強為通訊作者。南方科技大學博士研究生周思嫻、惠羽凡博士，北京大學袁衛博士、次東博士，北京大學王偉研究員、范六民教授，以及南方科技大學吳柘研究員對該工作提供了幫助。該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、北京大學現代農學院以及北大-清華生命科學聯合中心的資助。