经过近十年的努力，RIKEN的科学家们确定了一种关键转运蛋白的结构，这种蛋白可以帮助植物从土壤中收集铁。这一发现可以指导开发新型高效肥料，帮助植物从缺铁土壤中提取铁。

全球大约三分之一的土地是碱性的，因为其土壤含有大量碱性盐，即碳酸钙。铁在这些碱性土壤中溶解不好，由此产生的缺铁会严重限制植物生长。

“从土壤中吸收铁并不容易，”RIKEN生物系统动力学研究中心的AtsushiYamagata说。

然而，包括小麦和大麦在内的普通草类已经进化出一种独特的捕获铁的策略。它们释放称为植物铁素的化合物，这些化合物被释放到土壤中，在那里它们与铁结合并形成植物可以通过根部吸收的复合物。

植物铁载体是被称为麦根酸的化合物。在携带铁货物时，它们被细胞膜中的转运蛋白重新吸收到植物细胞中。但是关于这个过程的分子机制仍然有很多未知。

现在，Yamagata和他的同事首次确定了转运蛋白的结构。

“我们已经解决了转运蛋白的结构——无论是处于未结合状态还是与携带铁的植物铁素结合时，”Yamagata说。这是至关重要的，因为它有助于研究人员了解含铁复合物如何与转运蛋白相互作用以进入细胞的精细分子细节。

近十年来，RIKEN团队一直在尝试确定转运蛋白的结构。“我们甚至无法获得X射线晶体学分析所需的晶体，”山形说。这一突破来自于一项称为冷冻电子显微镜的技术的最新进展，该技术通过向冷冻的蛋白质样品发射电子来揭示结构。

这项研究现在正在指导开发麦根酸衍生物的工作，该团队认为这可能成为新一代碱性土壤的高效肥料。

“我们的合作者德岛大学的KosukeNamba开发了一种合成衍生物，它可以比天然化合物更好地促进植物生长，而成本仅为其千分之一左右，”Yamagata说。称为脯氨酸-2'-脱氧麦基酸(PDMA)的衍生物在土壤中可稳定一个月，而天然化合物只能稳定一天。

Namba现在正与一家日本制造商合作，以扩大PDMA的生产规模，将其用作农业肥料的商业用途。