李傳友小組發現植物激素「核受體」作用機理—新聞—科學網

2021-01-10 科學網
遺傳發育所 李傳友小組發現植物激素「核受體」作用機理

 

本報訊 激素調控植物生長發育和對環境適應性的方方面面。傳統認為，植物激素的受體定位於細胞膜上。最近研究表明，茉莉酸、生長素等激素的受體卻定位於細胞核中，類似於動物激素的「核受體」，但對植物激素「核受體」的生理意義及作用機理尚所知甚少。

茉莉酸來源於不飽和脂肪酸的植物激素，調控植物的免疫反應和適應性生長。對應於病蟲侵害或其他逆境刺激，活性茉莉酸被其「核受體」COI1識別而釋放核心轉錄因子MYC2的活性，進而在全基因組範圍內激活茉莉酸響應基因表達。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組的研究表明，在茉莉酸信號轉導中，植物轉錄中介體（Mediator）的亞基MED25通過與「核受體」COI1直接相互作用，而建立了茉莉酸受體蛋白與RNA聚合酶II及染色質溝通的「橋梁」。

研究發現，在「靜息」狀態下，MED25通過直接相互作用把COI1招募到核心轉錄因子MYC2靶標基因的啟動子區域；當活性茉莉酸濃度升高時，MED25促進COI1依賴的對轉錄抑制子JAZ蛋白的降解。無論是在靜息狀態還是在激活狀態下，MED25的作用都有利於MYC2對茉莉酸響應基因的轉錄調控。這表明茉莉酸信號的識別實際發生在MYC2的靶標啟動子區域。

進一步研究發現，MED25還與組蛋白乙醯基轉移酶1（HAC1）相互作用，二者的相互作用可以選擇性地調控MYC2靶啟動子H3K9乙醯化，從而促進茉莉酸響應基因的轉錄表達。

研究揭示，Mediator複合體的同一個亞基可將參與茉莉酸信號途徑的遺傳因子（受體蛋白COI1和核心轉錄因子MYC2）與表觀遺傳因子（HAC1）整合至一個協調一致的轉錄調控過程中。

上述信號轉導機制可能適用於那些受體位於細胞核中的其他植物激素（比如生長素）。研究發現了茉莉酸「核受體」的作用機理，揭示了儘管植物激素「核受體」的作用機制與動物中的顯著不同，但二者在與Mediator亞基互作及調控激素響應基因表達的層面有非常高的保守性。

該研究在線發表在PNAS雜誌上。研究工作得到了科技部重大研究計劃、中科院戰略性先導專項和國家自然科學基金委的資助。（高雅麗）

《中國科學報》 (2017-10-16 第5版 創新周刊)

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