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生物系邓兴旺教授研究团队在《PNAS 》上发表研究论文揭示植物光形态建成的重要分子机理

生物系邓兴旺教授研究团队在《PNAS 》上发表研究论文揭示植物光形态建成的重要分子机理

日期 2017 06 06/分类 学术研究

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  在自然界中,大多数的种子是被覆盖在土壤中, 处于黑暗或者极其弱光的环境下。此时种子一旦萌发就开始暗形态建成,即下胚轴或茎快速伸长、子叶闭合以迅速穿破土壤获得阳光,进行光形态建成,进而生长成为健康的植株。在植物中,CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1(COP1)是一个光形态建成的核心抑制子,通过其具有的E3泛素化连接酶活性,直接泛素化下游一系列的蛋白底物而促进其通过26S蛋白酶降解系统水解。在动物和人当中,COP1高度保守也行使E3泛素化连接酶的功能,并且其直接参与了包括肿瘤发生在内的多个生物学事件。

 

  生物系邓兴旺教授实验室结合遗传学和生物化学的方法,证明Serine/Threonine Kinase(丝氨酸/苏氨酸激酶)PINOID(PID)直接与COP1进行相互作用并针对其第20位丝氨酸残基进行磷酸化修饰。这一翻译后的修饰导致了COP1活性的适度降低,从而维持了植物体内COP1活性处于一个正常稳定的状态,以适应植物生长过程中所遇到的多变的生长环境和确保植物顺利的进行光形态建成过程。该项研究揭示了一个光调控植物幼苗形态建成的一个重要分子机制,为进一步理解光调控植物生长发育信号通路具有重要意义并为通过基因工程技术改良作物种子的出土效率提供了理论基础。

 

图片5

PID通过磷酸化修饰调控COP1的生物学活性

 

  这项题为 “Phosphorylation and negative regulation of CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1 by PINOID in Arabidopsis”  的研究成果于2017年6月5 日在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》在线发表。 这是继2014年和2015年(Xu et al., 2014, Plant Cell; Xu et al., 2015, PloS Genetics.),邓教授研究团队针对COP1复杂而精密的被调控机制系统性研究的又一项原创性研究成果。

 

  本项研究工作以南方科技大学生物系为第一单位。我校生物系林芳博士、许冬清研究助理教授、江燕博士为本文共同第一作者;邓兴旺教授和许冬清研究助理教授是本文共同通讯作者;北京大学现代农学院、生命科学学院陈浩东副研究员、 范六民教授以及瑞典哥德堡大学生物与环境科学系Magnus Holm教授参与了本项目的部分研究工作。
这项研究得到了南方科技大学、国家自然科学基金委员会以及北大-清华生命科学联合中心的资助。

 

  文章链接: http://www.pnas.org/content/early/2017/05/31/1702984114.full

 

 

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