生長素作用機制研究取得進展

2021-02-13 中科院之聲

4月25日，《自然·通訊》（ Nature Communications ）雜誌在線發表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所薛紅衛研究組題為 Arabidopsis PROTEASOME REGULATOR1 is required for auxin-mediated suppression of proteasome activity and regulates auxin signaling 的研究論文。該研究發現蛋白酶體活性調節蛋白 PTRE1 介導了生長素對蛋白酶體活性的調控及生長素信號途徑重要因子 Aux / IAA 蛋白的降解，進而精細調控生長素信號和作用。

生長素在植物生長發育過程中發揮重要調節作用。其信號傳遞中， Aux / IAA 蛋白作為轉錄抑制子被泛素化介導的蛋白酶體途徑降解，儘管研究表明蛋白酶體在該過程中發揮重要作用，但對 Aux / IAA 蛋白快速降解的精細調控機制目前仍不清楚。薛紅衛研究團隊發現與動物蛋白酶體活性調控蛋白 PI31 同源的植物蛋白 PTRE1 在此過程中發揮了重要作用。功能缺失的 ptre1 突變體呈現生長素信號減弱的表型，生長素抑制的蛋白酶體活性在突變體中減弱，且突變體中 Aux / IAA 蛋白的降解發生了改變。進一步的研究表明，生長素可能通過改變 PTRE1 蛋白的亞細胞定位進而抑制蛋白酶體活性並調控 Aux / IAA 的降解，與生長素受體 TIR1 共同精確調控 Aux / IAA 蛋白的平衡及生長素信號。

由於蛋白酶體通過降解蛋白參與了多種激素作用和植物對逆境的響應，該研究不但初步揭示了生長素對蛋白酶體活性的調控，也為進一步解析生長素和植物激素作用機制提供了新線索。

該研究得到了國家自然科學基金委的資助。由楊寶軍、韓欣欣等完成。


ptre1 突變體表型(左)及 PTRE1 介導生長素信號模式圖(右)

來源：中國科學院上海生命科學研究院

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