一種土壤常見真菌是「冰魔法使」，掌控水分子結冰能力

在常見的被孢黴科（Mortierellaceae）土壤真菌中，研究人員新發現一種真菌蛋白，能於零下 2℃ 觸發冰形成，就像天然製冰機。

科學家早在 1974 年就知某些細菌能產生特殊蛋白質充當冰成核劑，在 0℃ 左右加速自然界冰晶形成，比如丁香假單胞菌（Pseudomonas syringae）位於細胞膜外側的冰核活性（INA）蛋白能透過成核現象結成大量冰，足以導致植物凍傷，能力超過地球任何物質及生命體。

1990 年，研究人員證實冰核蛋白不僅存於細菌，某些真菌也具這種能力，但細菌蛋白質結構過去已充分研究，而真菌蛋白質結構迄今仍未明朗。

近日，博伊西州立大學生物學家 Konrad Meister 領導的團隊從被孢黴科（Mortierellaceae）真菌家族發現一類新冰核蛋白，確認 InaZ 基因是製造冰核蛋白的「模具」──這種蛋白質的形狀和結構能讓水分子附著生長冰晶。

進一步分析後，研究人員發現細菌與真菌存在明顯差異，雖然真菌使用與細菌相同的重複序列結構形成冰，但細菌產生的蛋白必須嵌入膜才能發揮作用，而真菌蛋白為水溶性且異常穩定。

對此研究團隊認為，InaZ 基因可能是演化早期從細菌跨物種轉移到真菌。

為證明 InaZ 基因確實是冰成核蛋白模具，研究團隊將其中 2 個鑑定基因轉移至非冰活性酵母與其他細菌，發現修飾後細菌表現出以前不曾擁有的製冰能力，證實 InaZ 基因功能連結。

這項研究可能對氣候科學產生深遠影響，比如低估土壤真菌對大氣冰形成的貢獻度，如果找出雲存在多少此類真菌分子，或有助開發更完善氣候模型。

• A Protein Found in Fungi Could Help Turn Water Into Ice at High Subzero Temperatures
• This Fungus Can Make Water Freeze
• Fungi proteins help water freeze more easily, study finds

（首圖來源：博伊西州立大學）