南科大邓兴旺研究团队发现植物光信号转导新机制
2020年05月25日 科研新闻 浏览量 :977

近日,南方科技大学生物系兼职教授、美国科学院院士邓兴旺与南京农业大学教授许冬清课题组合作,在Plant Communications上在线发表了题为“A positive feedback loop of BBX11-BBX21-HY5 promotes photomorphogenic development in Arabidopsis ”的研究论文,揭示了植物光信号转导的新机制。Plant Communications是《分子植物》(Molecular Plant)期刊(IF = 10.812)与 Cell Press 于2020年合作创办的姊妹刊,南科大为本论文第一通讯单位。

光不仅是植物进行光合作用的能量来源,也是调控植物生长发育的一种重要环境信号分子。植物幼苗的光形态建成是光信号调控植物生长发育的重要过程,该过程受不同光受体、E3泛素化连接酶复合体和转录因子等组成的分子网络体系调控。在植物光信号转导途径中,锌指蛋白BBX(B-box)家族成员发挥了重要作用,多个BBX蛋白参与COP1-HY5介导的信号通路,共同调控植物光形态建成。

光信号可启动植物体内将近三分之一基因的表达变化,最终促进植物进行光形态建成,成长为健康的幼苗。而这一转录调控体系在分子水平上受到诸多转录因子的控制。邓兴旺团队在研究中发现了新的光形态建成的正调控因子BBX11。BBX11能够与BBX21、HY5两个正调控转录因子协调促进光信号转导。在无光照条件下,BBX21 和HY5受到E3泛素连接酶复合体COP1-SPA的泛素化而被降解,而BBX11可能被一个尚未鉴定的因子降解,同时被COP1 稳定。因此,BBX11、BBX21和HY5 在无光照条件下蛋白丰度极低,不能促进光形态建成。在光照条件下,光可以激活BBX21 和HY5的表达,同时,积累的BBX21和HY5可以分别结合到BBX11和HY5的启动子区域,BBX11也可以直接和HY5的启动子区域结合并正调控HY5基因表达。由此,这三个转录因子在转录水平上组成了一个正反馈调控体系,参与调控植物体内受光调控的3000多个基因的表达,协同促进植物光形态建成。

BBX11-BBX21-HY5 正反馈转录调控的工作模型

南科大生物系已出站博士后赵先海和高级研究学者衡月芹为本文共同第一作者,北京大学现代农学院博士后王训成参与了本项研究的部分工作。邓兴旺和许冬清是本文共同通讯作者。本项研究得到了南方科技大学、国家重点研发计划、国家自然科学基金、北大-清华生命科学联合中心以及中国博士后科学基金等支持。

 

文章链接: https://doi.org/10.1016/j.xplc.2020.100045

 

供稿:生物系

通讯员:付文卿

编辑:吴一敏

主图设计:丘妍

 

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