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北京大学:揭示植物光形态建成的重要分子机理

更新时间:2018-08-14   点击次数:1808次

    导读:该项原创性的研究揭示了植物光形态建成中一项新的分子调控机制,为进一步深入理解光调控植物生长发育信号通路具有重要意义。


    ELISA试剂盒报道:2018年8月10日,北京大学现代农学院邓兴旺教授研究组在学术期刊《The Plant Cell》在线发表题为“B-BOX DOMAIN PROTEIN28 Negatively Regulates Photomorphogenesis by Repressing the Activity of Transcription Factor HY5 and Undergoes COP1-mediated Degradation”的研究成果。 
            

    太阳光不仅被植物通过光合作用转化为有机能,同时作为一个重要的外源环境信号调控植物的多个生长发育过程,包括种子的萌发,幼苗的形态建成,植株的开花以及生物周期节律等。在自然界中,埋在土壤中的种子萌发后,将进行暗形态建成,破土而出见光后,则能够进行光形态建成,长成健康的幼苗。


    CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1(COP1)是光形态建成的重要核心抑制子,它是一个含有RING结构域的E3泛素连接酶,可以直接泛素化下游光形态建成促进因子如HY5等,并促使它们通过26S蛋白酶体所降解,以此来抑制植物的光形态建成。BBX(B-box)蛋白是一类含有B-box结构域的转录调节子,已有文献报道,多个BBX蛋白在COP1-HY5核心调控组分所介导的光形态建成的过程中行使了重要功能。 


    结合遗传学和生物化学的方法,邓兴旺教授团队鉴定了参与光形态建成的一个新的抑制因子,BBX28。BBX28是含有一个B-box结构域的转录调节子,属于B-box蛋白第五亚家族的成员。
在黑暗下,BBX28与COP1相互作用,并且COP1 会促进BBX28通过26S蛋白酶体所降解。在光照下,由于COP1蛋白的活性受到多种分子机制的抑制,使得COP1蛋白的底物如HY5和BBX28等得以积累。而此时积累的BBX28和HY5在细胞核内形成异源二聚体,通过抑制HY5对下游目的基因启动子上特异DNA基序的结合能力,来抑制HY5的转录活性,终抑制植物的光形态建成。


    该项原创性的研究揭示了植物光形态建成中一项新的分子调控机制,为进一步深入理解光调控植物生长发育信号通路具有重要意义。 

      
COP1-BBX28-HY5调控植物光形态建成的工作模型 

 

    本项研究工作以北京大学现代农学院、生命科学学院为单位。北京大学现代农学院、生命科学学院邓兴旺教授和美国得克萨斯大学*分校分子生物科学系许冬清博士是本文共同通讯作者;北京大学现代农学院、生命科学学院林芳博士、南方科技大学生物系江燕博士为本文共同作者;北京大学现代农学院、生命科学学院范六民教授和李健博士;南方科技大学生物系梁建生教授和严婷婷以及美国得克萨斯大学*分校分子生物科学系 Jeffey Chen教授参与了本项目的部分研究工作。

 
    这项研究得到了北大-清华生命科学联合中心、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、南方科技大学、国家自然科学基金委员会以及中国博士后科学基金的资助。上海恒远生物科技有限公司通过多年探索、积累经验、积极推广,凭借的产品质量、专业的销售团队、细致的售前售中售后服务,品质的产品等优势获得高校/医院/科研院/第三方检测中心的一致认可。希望通过我们的不懈努力能为科研事业做出更大的贡献!