生命科學學院蘇曉東實驗室揭示茉莉酸信號通路中轉錄因子調控新機制

2021-01-10 北京大學新聞網

2017年5月16日，北京大學生命科學學院蘇曉東實驗室在Cell子刊Cell Reports雜誌上發表題為「Crystal Structure of tetrameric Arabidopsis MYC2 reveals the mechanism of enhanced interaction with DNA」的研究論文，文章解析了植物中首個basic Helix-loop-Helix（bHLH）家族的轉錄因子MYC2與DNA複合物晶體結構，發現轉錄因子的多聚化調控茉莉酸信號通路基因表達的新模式。

茉莉酸是重要的植物激素，在幫助植物抵抗外源環境壓力，以及調控植物自身生長發育方面起著至關重要的作用。該信號通路中的核心轉錄因子是一類屬於bHLH家族的蛋白，包括MYC2、MYC3等。一直以來人們都認為該信號通路中轉錄因子的調控能力主要和其自身在植物中的表達量相關，其結構細節及聚集狀態從未被研究過。

蘇曉東實驗室通過結構生物學手段，解析了MYC2蛋白的bHLH結構域和DNA的複合體晶體結構，一方面揭示了MYC2以四聚化方式結合G-box DNA；另一方面，結合各種生化及生物物理方法，發現MYC2和MYC3的蛋白序列雖然非常相似，但是MYC2形成四聚體而MYC3卻以二聚體形式存在，進而發現四聚化能夠極大地增加MYC2的DNA的結合能力，以及激活基因表達的能力，還進一步證明了四聚化的MYC2可以介導DNA looping的形成。該項工作揭示了茉莉酸信號通路中轉錄因子調控的新機制，進一步完善了對該信號通路的研究。

圖中顯示比較了同源四聚體的MYC2及同源二聚體MYC3在結合啟動子區域具有多個G-box位點的異同。四聚體MYC2可以結合兩個位點並且彎折DNA使MYC2的結合更加穩定從而加強轉錄激活，而二聚體的MYC3則只能結合一個G-box位點，相對具有較弱的激活作用。

該課題組博士研究生廉騰飛、徐永萍為論文的共同第一作者，蘇曉東教授為該論文的通訊作者，該項研究得到國家自然科學基金的資助。

編輯：江南


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