北大邓兴旺 PNAS:北京大学邓兴旺团队揭示光调控植物形态建成重要分子机制
2016年6月20日,国际著名学术期刊《美国国家科学院院刊》杂志在线发表了北京大学生命科学学院、现代农学院邓兴旺教授和中国农业大学生物学院李继刚教授,瑞典哥德堡大学生物与环境科学系Magnus Holm教授合作题为"BBX21, anArabidopsisB-box protein, directly activatesHY5and is targeted by COP1 for 26S proteasome-mediated degradation"的研究论文。
生命科学学院博士后许冬清和现代农学院(筹)江燕博士为该论文的并列第一作者,邓兴旺教授为该研究论文的通讯作者。
光不仅是重要的生物能量来源,而且参与调控着植物的整个生长发育过程,如种子萌发,光形态建成,开花调控等等。在种子萌发以后,黑暗抑制植物的光形态建成,而光促进植物的光形态建成 。 在黑暗下,一类被称作COP/DET/FUS的蛋白直接抑制了植物的光形态建成,而这一过程主要是通过这类蛋白泛素化降解HY5等光形态建成的促进因子而完成的。
在光照条件下,光抑制了COP/DET/FUS的活性,而导致HY5等促进因子的积累,从而调控大量的基因表达并促进光形态建成。
邓兴旺教授实验室发现了一个参与COP1-HY5核心调控模块的关键因子,BBX21。BBX21含有两个保守的B-box蛋白结构域,具有转录活性。在黑暗下,COP1直接作用于BBX21进行泛素化,并促进其通过26S蛋白酶降解系统进行水解;在见光以后,由于COP1活性受到抑制,使得BBX21蛋白迅速积累。
积累的BBX21直接结合到HY5启动子上的T/G-box顺式作用原件,并激活HY5的基因表达而提高HY5蛋白的丰度。
适度积累的HY5调控着下游将近3000多个基因的表达,以确保植物的正常生长发育和对外界各种刺激的正确响应。该项研究揭示了一个光调控植物幼苗形态建成的重要分子机制,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。
抑制因子Hes1负向调控炎症反应分子机制图
