生科院高彩吉课题组在Nature Plants发表高水平研究论文

华南师范大学生命科学学院/学工快讯 2019-04-09 13:09:29 来源:华南师范大学生命科学学院 点击: 收藏本文

近日,自然子刊《Nature Plants》(IF=11.47)在线发表了我校青年千人高彩吉教授课题组题为The Plant ESCRT Component FREE1 Shuttles to the Nucleus to Attenuate Abscisic Acid Signaling的研究论文(article格式),报道了特有囊泡运输调控蛋白FREE1蛋白穿梭入核在转录水平调控植物ABA信号的全新功能,并揭示了其作用机制。

内吞体分选转运复合体(ESCRT)是真核生物中存在的保守的囊泡运输调控机器,由20多个蛋白组成并分成ESCRT-0, -I, -II, -III以及VPS4/SKD1-LIP55个蛋白复合物,它们协同作用识别泛素化修饰的膜蛋白并将其分选到细胞内多泡体(MVB)的内小泡中,这样当多泡体与液泡融合后,膜蛋白即被运输至液泡内腔而被降解。高彩吉博士前期发掘了植物特有的ESCRT复合物组分FREE1并解析了其调控膜蛋白转运和自噬降解的功能,相关研究成果已于2014年和2015年分别发表于《Current Biology》和《PNAS》,并于2017年以华南师范大学生命科学学院为第一作者单位在著名综述期刊《Trends in Plant Science》(5 year IF=13.18)发表Review论文总结植物ESCRT功能研究进展和研究趋势。

在本研究中,研究人员发现脱落酸(ABA)处理会导致部分FREE1蛋白被SnRK2蛋白激酶磷酸化修饰并进入细胞核,在细胞核内FREE1蛋白会与ABA信号途径的重要转录因子ABI5等互作并抑制其转录激活活性。研究人员利用CRISPR-Cas9技术绕过FREE1功能缺失的致死性,得到一个特异影响FREE1蛋白入核的突变体free1-ctmut,并发现该突变体因FREE1蛋白不能入核导致植物对ABA超敏感。该研究首次发现了植物囊泡运输调控因子在细胞核内参与调控基因表达的全新功能,并阐释了FREE1蛋白等ESCRT复合物不仅可以在细胞质中通过调控ABA受体PYLs转运至液泡降解而参与ABA信号转导,还可以直接进入细胞核在转录水平上调控ABA信号,说明了囊泡运输途径和植物环境应答信号可能在多个层面存在交叉调控关系。

本研究论文以华南师范大学生命科学学院为第一和通讯作者单位,由华南师范大学高彩吉课题组、香港中文大学姜里文教授课题组、西班牙瓦伦西亚大学Pedro L. Rodriguez教授和加州大学圣地亚哥分校赵云德教授合作完成。我校生科院16级博士生黎洪波、16级硕士生李映珠和香港中文大学赵琼博士为论文共同第一作者,香港中文大学姜里文教授、华南师范大学王小菁教授及高彩吉教授(责任通讯)为论文共同通讯作者。该研究工作得到青年千人计划、国家自然科学基金和广东省自然科学基金的支持。

 

论文原文链接:https://www.nature.com/articles/s41477-019-0400-5

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