遺傳發育所研究組在蛋白質翻譯後修飾調控植物脅迫反應研究中取得...

2020-12-25 中國科學院大學新聞網

  甲基化修飾與一氧化氮(nitric oxide; NO)依賴的亞硝基化修飾是高度保守的蛋白質翻譯後修飾,這兩類修飾參與調控眾多生物學過程,包括調控非生物脅迫反應。但二者調控非生物脅迫的分子機制不甚清楚。 

  中國科學院大學博士生導師、中國科學院遺傳與發育生物學研究所左建儒研究組在亞硝基化蛋白質組學研究中發現擬南芥蛋白質精氨酸甲基轉移酶PRMT5被亞硝基化修飾。PRMT5是在高等真核生物中高度保守的一個酶,催化精氨酸雙對稱性甲基化修飾,其底物包括pre-mRNA剪接體的核心組分。生化和分子遺傳學分析表明,在響應非生物脅迫時,NO通過對PRMT5第125位半胱氨酸殘基(Cys-125)特異的亞硝基化修飾而調控其甲基轉移酶活性,即Cys-125為PRMT5感受NO信號必需。PRMT5甲基轉移酶中Cys-125的亞硝基化修飾增強了植物體內精氨酸雙對稱性甲基化修飾的水平,介導脅迫相關基因pre-mRNA的正常剪切,因而增強了植物對脅迫的耐受性。上述研究發現NO介導的蛋白質亞硝基化修飾與蛋白質甲基化通路互作,從而協調植物拮抗非生物脅迫的分子機制。 

  上述研究由左建儒研究組、曹曉風研究組、鮑時來研究組與中國科學院微生物研究所孔照勝研究組合作完成。相關論文於2017年7月27日在Molecular Cell雜誌在線發表(http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2017.06.031)。左建儒研究組博士後胡濟梁博士、左建儒研究組與孔照勝研究組聯合培養博士後楊煥傑博士為該論文共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金委、中科院戰略先導研究計劃B、植物基因組國家重點實驗室、中國博士後科學基金會與中國科學院聯合資助博士後基金等項目的資助。

蛋白質亞硝基化與甲基化通路互作調控植物脅迫反應的工作模型圖 

相關焦點

  • Molecular Cell:蛋白質翻譯後修飾調控植物脅迫反應
    甲基化修飾與一氧化氮(nitric oxide; NO)依賴的亞硝基化修飾是高度保守的蛋白質翻譯後修飾,這兩類修飾參與調控眾多生物學過程,包括調控非生物脅迫反應。但二者調控非生物脅迫的分子機制不甚清楚。
  • 水生所蛋白質翻譯後修飾組學研究獲進展
    蛋白質的翻譯後修飾,如磷酸化、乙醯化等,是調節蛋白質生物學功能的關鍵步驟,是蛋白質動態反應和相互作用的一個重要分子基礎,也是細胞信號網絡調控的重要靶點。由於翻譯後修飾蛋白質在樣本中含量低且動態範圍廣,其研究極具挑戰性。近期,中國科學院水生生物研究所葛峰研究員學科組在蛋白質翻譯後修飾組學及其功能方面展開了深入的研究並取得了系列進展。
  • 遺傳發育所生長素調控植物向光性分子機制研究獲進展
    植物向光性是經典的植物生物學問題。以前的研究表明藍光信號和生長素都是植物向光性反應所必需的,但是關於藍光信號如何整合到生長素途徑的分子機制還不清楚。中科院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組發現,光信號途徑中的轉錄因子PIF4和PIF5是植物向光性反應的重要負調控因子。同時,PIF4和PIF5對生長素信號轉導也起著負向調控作用。
  • NEK6激酶調控植物生長及脅迫反應
    中國科學院遺傳與發育生物學研究所基因組生物學研究中心張勁松實驗室和陳受宜實驗室研究發現,NEK6激酶調控植物生長及脅迫反應和乙烯合成。
  • 中國農業大學宋任濤研究組揭示玉米胚乳發育調控新機制
    iNature:玉米(Zea mays)胚乳是營養物質儲存的主要組織,在發育過程中高度分化。然而,胚乳發育和營養代謝的調控網絡仍然大部分未知。玉米不透明11(o11)是一種經典的種子突變體,具有小而不透明的胚乳,表現出澱粉和蛋白質積累減少。宋任濤研究組克隆O11,發現它編碼胚乳特異性bHLH轉錄因子(TF)。
  • 綜述| 在植物免疫過程中泛素化修飾與其它翻譯後修飾的交互作用
    https://doi.org/10.1016/j.xplc.2020.100041作為一種被深入研究40多年的翻譯後蛋白質修飾(Posttranslational Protein Modifications,PTM),泛素化修飾被發現在植物免疫反應中起重要作用。Lirong Zeng課題組有多年研究植物泛素化修飾在免疫中功能的經驗,並發表過多篇高水平文章。
  • 植物所金京波研究組揭示SUMO化修飾調控植物遠紅光信號的新機制
    中國科學院植物研究所金京波研究組發現SUMO化修飾調控FHY1蛋白穩定性及其介導的遠紅光信號。 圖1、FHY1的SUMO化/去SUMO化修飾調控遠紅光信號的模式圖 綜上所述,這項研究發現了遠紅光誘導的 FHY1 SUMO化修飾和 ASP1
  • 【Nature Biotechnology】高彩霞課題組利用基因編輯技術實現基因翻譯調控!!
    2018年8月6日,中科院遺傳發育研究所高彩霞研究組在Nature Biotechnology在線發表題為「Genome editing of upstream open reading frames enables translational control in plants」的研究論文,該論文通過對開放閱讀框上遊進行基因編輯
  • 科學家發現精子發育過程中蛋白質翻譯激活重要機制
    該研究報導了精子細胞內的MIWI(小鼠PIWI)/piRNA複合體可作為蛋白質生產的調控「機器」,激活小鼠精子細胞中蛋白質的翻譯,保障功能性精子的生成,揭示了PIWI/piRNA的一種全新功能。  在精子細胞演變為精子的過程中,隨著精子細胞變形和細胞核的壓縮,基因轉錄活動將逐漸降低直至完全停止,那些為精子細胞後期階段發育所需的基因都需要提前轉錄為信使核糖核酸(mRNA),然後以翻譯抑制狀態儲存在精子細胞中,直到特定發育階段再被激活翻譯,以合成蛋白質發揮作用。
  • 史無前例,中科院遺傳發育所高彩霞背靠背發表2篇Nature Biotec,這是其2108年第三篇(系統總結,值得收藏!)
    原文連結:https://www.nature.com/articles/nbt.42613Nature Biotechnology :首次,打破傳統,遺傳發育所高彩霞研究組使用基因編輯方法控制翻譯過(點擊閱讀)
  • 遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展
    遺傳發育所水稻次生壁形成調控機理研究獲進展 2017-11-28 遺傳與發育生物學研究所 【次生壁是植物生長的物質基礎,影響生命活動的眾多生理過程。例如,水稻中次生壁合成水平與質量直接關係到株高、抗倒伏性等重要的農藝性狀,因而其合成受到嚴格調控。研究發現,大量NAC、MYB等類型的轉錄因子構成複雜的網絡,以應答植物體內外各種信號、精準調控次生壁生物合成。然而,迄今為止鑑定到的負調控因子極少。
  • 植物所揭示果實成熟的轉錄後調控機制
    植物所揭示果實成熟的轉錄後調控機制 2017-03-15 植物研究所 【字體:大定量蛋白質組學研究顯示,SlVPE3影響果實中314個蛋白質的豐度,包括多個參與果實成熟和抗病反應的蛋白質。
  • 化學所在RNA表觀遺傳修飾的化學調控研究方面取得進展
    化學所在RNA表觀遺傳修飾的化學調控研究方面取得進展   RNA的表觀遺傳修飾是RNA調節基因表達的化學基礎,利用新反應技術和新分子工具對RNA修飾進行精準調控對揭示RNA介導的遺傳信息表達網絡具有重要意義。
  • 李傳友研究組解析茉莉酸調控植物免疫的轉錄重編程
    茉莉酸是來源於不飽和脂肪酸的植物免疫激素。其生物合成途徑和化學結構與高等動物中的免疫激素前列腺素有極高的類似性。對應於機械傷害、咀嚼式昆蟲和死體營養型病原菌的侵害,植物激活茉莉酸信號通路,啟動並級聯放大茉莉酸介導的轉錄重編程,從而產生有效的防禦反應。但目前對茉莉酸激活植物免疫轉錄重編程的機理所知甚少。 中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組長期以番茄為模式研究茉莉酸調控植物免疫的分子機理。
  • 遺傳發育所揭示同義密碼子對mRNA水平的調控
    基因組中同義密碼子的使用頻率存在差異,這一現象被稱為密碼子使用偏好。基因表達水平與密碼子使用偏好之間的正相關關係已被廣泛報導。傳統觀點認為,對翻譯速率和翻譯準確性的自然選擇導致了這一相關關係。然而,另一種可能的機制——密碼子使用偏好對mRNA水平的調控作用卻被長期忽略。
  • 蛋白質翻譯後修飾定位研究取得進展
    蛋白質在發生翻譯後修飾後,理化性質會發生顯著改變,從而實現了蛋白質功能的指數級擴增。
  • 分子植物卓越中心發現滲透脅迫上遊信號重要元件
    近期,中國科學院分子植物科學卓越創新中心上海植物逆境生物學研究中心研究員趙楊研究組和朱健康研究組合作完成的題為BONZAI Proteins Control Global Osmotic Stress Responses in Plants的研究論文,發表在Current Biology
  • 生物所系統總結植物RNA胞嘧啶甲基化研究
    近日,中國農業科學院生物技術研究所谷曉峰課題組受邀在國際期刊《植物科學趨勢(Trends in Plant Science)》發表綜述文章
  • 生命學院戚益軍研究組報導葉綠體逆行信號調控擬南芥microRNA生成...
    生命學院戚益軍研究組報導葉綠體逆行信號調控擬南芥microRNA生成的重要機制清華新聞網12月29日電 12月27日,清華大學生命學院植物生物學研究中心戚益軍研究組在《發育細胞》(Developmental Cell)在線發表了題為「葉綠體到細胞核逆行信號調控擬南芥microRNA生成」(Chloroplast-to-Nucleus
  • 遺傳發育所在植物抵禦DNA病毒方法研究中取得新進展
    遺傳發育所在植物抵禦DNA病毒方法研究中取得新進展 2015-09-29 遺傳與發育生物學研究所   中國科學院遺傳與發育生物學研究所高彩霞研究組利用新近在細菌中發現的適應性免疫系統(CRISPR/Cas)特異識別病毒和外源DNA的特性,將該CRISPR切割系統引入植物,在植物中建立了這套