北京大學:揭示植物光形態建成的重要分子機理

    導讀:該項原創性的研究揭示了植物光形態建成中一項新的分子調控機制，為進一步深入理解光調控植物生長發育信號通路具有重要意義。

    ELISA試劑盒報道：2018年8月10日，北京大學現代農學院鄧興旺教授研究組在學術期刊《The Plant Cell》在線發表題為“B-BOX DOMAIN PROTEIN28 Negatively Regulates Photomorphogenesis by Repressing the Activity of Transcription Factor HY5 and Undergoes COP1-mediated Degradation”的研究成果。 
            

    太陽光不僅被植物通過光合作用轉化為有機能，同時作為一個重要的外源環境信號調控植物的多個生長發育過程，包括種子的萌發，幼苗的形態建成，植株的開花以及生物周期節律等。在自然界中，埋在土壤中的種子萌發后，將進行暗形態建成，破土而出見光后，則能夠進行光形態建成，長成健康的幼苗。

    CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1（COP1）是光形態建成的重要核心抑制子，它是一個含有RING結構域的E3泛素連接酶，可以直接泛素化下游光形態建成促進因子如HY5等，并促使它們通過26S蛋白酶體所降解，以此來抑制植物的光形態建成。BBX（B-box）蛋白是一類含有B-box結構域的轉錄調節子，已有文獻報道，多個BBX蛋白在COP1-HY5核心調控組分所介導的光形態建成的過程中行使了重要功能。 

    結合遺傳學和生物化學的方法，鄧興旺教授團隊鑒定了參與光形態建成的一個新的抑制因子，BBX28。BBX28是含有一個B-box結構域的轉錄調節子，屬于B-box蛋白第五亞家族的成員。
在黑暗下，BBX28與COP1相互作用，并且COP1 會促進BBX28通過26S蛋白酶體所降解。在光照下，由于COP1蛋白的活性受到多種分子機制的抑制，使得COP1蛋白的底物如HY5和BBX28等得以積累。而此時積累的BBX28和HY5在細胞核內形成異源二聚體，通過抑制HY5對下游目的基因啟動子上特異DNA基序的結合能力，來抑制HY5的轉錄活性，終抑制植物的光形態建成。

    該項原創性的研究揭示了植物光形態建成中一項新的分子調控機制，為進一步深入理解光調控植物生長發育信號通路具有重要意義。 

      
COP1-BBX28-HY5調控植物光形態建成的工作模型 
 

    本項研究工作以北京大學現代農學院、生命科學學院為單位。北京大學現代農學院、生命科學學院鄧興旺教授和美國得克薩斯大學*分校分子生物科學系許冬清博士是本文共同通訊作者；北京大學現代農學院、生命科學學院林芳博士、南方科技大學生物系江燕博士為本文共同作者；北京大學現代農學院、生命科學學院范六民教授和李健博士；南方科技大學生物系梁建生教授和嚴婷婷以及美國得克薩斯大學*分校分子生物科學系 Jeffey Chen教授參與了本項目的部分研究工作。

 
    這項研究得到了北大-清華生命科學聯合中心、蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室、南方科技大學、國家自然科學基金委員會以及中國博士后科學基金的資助。上海恒遠生物科技有限公司通過多年探索、積累經驗、積極推廣，憑借的產品質量、專業的銷售團隊、細致的售前售中售后服務，品質的產品等優勢獲得高校/醫院/科研院/第三方檢測中心的一致認可。希望通過我們的不懈努力能為科研事業做出更大的貢獻！