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PLANT CELL | 李繼剛課題組揭示植物遠紅光信號轉導新機制
上傳年月日:2021-11-08 瀏覽次數:  訊息種類:怪物火狐體育平臺

      近日,樹種生物體學學與生物體電學中國突出火狐體育網頁版室李繼剛研究課題在國際知名學術期刊The Plant Cell網絡發過了題寫Mutual upregulation of HY5 and TZP in mediating phytochrome A signaling的實驗文章,體(ti)現了了沉水(shui)植物遠紅光電磁波經(jing)過的多(duo)個重要的正調空細胞——HY5和TZP互相可以淡化、分工協作控制遠紅光無線信號轉導的分子結構邏輯。

      在植物的(de)遮蔭環境中富含遠紅(hong)光(guang),因此研究遠紅(hong)光(guang)信號(hao)轉導的(de)分子機制,對理解植物避蔭反應的(de)分子調控機理兼具核心作用。光(guang)敏胡蘿卜素 (phytochrome) 是一(yi)類(lei)植(zhi)物感知紅光和(he)遠紅光信號(hao)的(de)光受體家族(zu),而(er)光敏色素(su)沉積(ji)A (phyA) 是花草中唯獨層面并響應的遠紅光的信號的光蛋白激酶 (Li et al., 2011)。在上(shang)世際90年代(dai),研(yan)究人(ren)員篩選并獲得了多個對遠紅光(guang)信(xin)號(hao)響應(ying)有缺陷的(de)突變體;對相關突變基(ji)因功能的(de)切(qie)實研(yan)究分(fen)(fen)析,更讓人(ren)們漸次解(jie)釋了值物視覺記憶和傳(chuan)輸遠紅光(guang)的(de)信(xin)號(hao)的(de)分(fen)(fen)子(zi)結構機制化。2018年,李繼剛課題(ti)組通(tong)過正向(xiang)遺(yi)傳(chuan)學的(de)方法篩選鑒定到參(can)與植物遠紅光(guang)信(xin)號(hao)傳(chuan)遞的(de)新組分(fen)(fen)TANDEM ZINC-FINGER/PLUS3 (TZP)。分析結果意味著,TZP能夠與遠(yuan)紅(hong)(hong)光感覺(jue)phyA相互作用(yong),并在體內控制磷過酸phyA的產生;而(er)磷酸性(xing)(xing)反應的phyA可能是活(huo)性(xing)(xing)更強的形式,在遠(yuan)紅(hong)(hong)光信號傳遞中充分利用(yong)關鍵性(xing)(xing)功(gong)能性(xing)(xing) (Zhang et al., 2018; Zhou et al., 2018)同時,TZP如何整合到phyA信號調控網絡中,目前尚不清楚。


      在該實驗中,李繼剛問題組發現綠植光行態完成的管理處正調節管控系數——ELONGATED HYPOCOTYL5 (HY5) 夠直接的聯系TZP啟(qi)動子上的一種G-box,并(bing)在遠紅光(guang)下激活TZP表觀遺傳的形容;而變化這位(wei)G-box則使TZP不可以在根中描述,并顯著性影響TZP在子葉和下胚軸中的體現技術水平。李繼剛教(jiao)(jiao)學(xue)研(yan)究組取得成(cheng)功做成(cheng)了TZP的(de)單克隆抗體,利用(yong)該(gai)抗體進行免(mian)疫(yi)印(yin)跡(ji)實驗,結杲信息(xi)顯示(shi)HY5確(que)實在(zai)遠紅光下(xia)促進TZP的(de)蛋(dan)白(bai)(bai)積累。有(you)趣的(de)是,內源TZP蛋(dan)白(bai)(bai)在(zai)不(bu)同顏色的(de)光下(xia)分(fen)別呈現不(bu)同的(de)積累模式,這與該(gai)教(jiao)(jiao)學(xue)研(yan)究組2018年報道(dao)的(de)轉基因TZP-3flag蛋(dan)白(bai)(bai)的(de)積累機制相不(bu)符,反(fan)映出TZP蛋(dan)白(bai)(bai)在(zai)不(bu)同光條件下(xia)確(que)實存在(zai)多種的(de)裝飾。


      雖然,TZP能夠與政策調控(kong)動植物光社(she)會形態完工的最有名的E3泛素連接酶——CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC1 (COP1) 直接相互(hu)作用。COP1要(yao)馬(ma)上泛(fan)素化HY5,使其利用26S蛋(dan)(dan)清酶體有(you)效途徑降解塑(su)料;而TZP與(yu)COP1的相互(hu)作用可以角(jiao)逐COP1與(yu)HY5的互(hu)作,從而在翻譯后水(shui)平推(tui)動(dong)HY5在遠紅光下(xia)的蛋(dan)(dan)白相對穩定性分析(xi)(xi)。進(jin)三(san)步研究探討得知,TZP自身的也有(you)所作為COP1的底物,在遠紅光和黑夜下(xia)被COP1降解。遺(yi)傳分析(xi)(xi)結果(guo)表明,tzp hy5雙突變的體在低光強遠紅光下與hy5單突然變化體的表型相同一,有時候在遮暇強遠紅光發放育出比hy5tzp單轉變體更長的下胚軸,表示在高光粉強遠紅光下TZP和HY5都具有比較自由的改善功效。


      綜上所述,該研究闡明了(le)HY5和(he)TZP既相護有助于,又孤立展現功能表,信息化改善草本植物的遠紅光手機信號轉導路經 (圖1);探求了HY5和TZP這兩個遠(yuan)紅光(guang)信(xin)號途(tu)徑重要正調控因子的(de)(de)(de)相(xiang)互關系(xi),為解析復雜而微妙(miao)的(de)(de)(de)phyA信(xin)號調控網絡(luo)提供了新的(de)(de)(de)見解。


圖(tu)1. HY5和TZP相互間利于、協作(zuo)調節作(zuo)用綠色(se)植物遠紅光信(xin)息(xi)方法的模型圖(tu)

HY5可以直接組合TZP起動(dong)子的G-box,并在遠紅光下刺激TZP遺傳(chuan)基(ji)因(yin)的描述;而TZP看做COP1的底(di)物(wu)與HY5競爭結合(he)COP1,所以在(zai)遠紅光下提高HY5的球蛋白穩定(ding)量(liang)分析高性。


      火狐體育官網博士后李聰齊立娟為該論文的共同第一作者,李繼剛教授為通訊作者,中國科火狐體育平臺植物研究所林榮呈研究員團隊也協議參加了這項火狐體育網頁版。該研究分析擁有了國家自然是學科貨幣基金、期貨、現貨、微盤、醫學海外博后后自主創新人材鼓勵計劃書、中國大醫學海外博后后學科貨幣基金、期貨、現貨、微盤體上工程、中心髙校常規科學研究國際業務費專頂錢等工程的金費鼓勵。


    參考使用文章:

    Li, J., Li, G., Wang, H., and Deng, X.W. (2011). Phytochrome signaling mechanisms. Arabidopsis Book 9: e0148.

   Zhang, S., Li, C., Zhou, Y., Wang, X., Li, H., Feng, Z., Chen, H., Qin, G., Jin, D., Terzaghi, W., Gu, H., Qu, L.J., Kang, D., Deng, X.W., Li, J. (2018). TANDEM ZINC-FINGER/PLUS3 is a key component of phytochrome A signaling. Plant Cell 30: 835-852.

    Zhou, Y., Yang, L., Duan, J., Cheng, J., Shen, Y., Wang, X., Han, R., Li, H., Li, Z., Wang, L., Terzaghi, W., Zhu, D., Chen, H., Deng, X.W., Li, J. (2018). Hinge region of Arabidopsis phyA plays an important role in regulating phyA function. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 115: E11864-E11873.


      醫學論(lun)文聯接:



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