邓兴旺教授研究团队在《The Plant Cell》发表论文揭示植物光形态建成的重要分子机理

邓兴旺教授研究团队在《The Plant Cell》发表论文揭示植物光形态建成的重要分子机理

 2018810日,北京大学生命科学学院蛋白质与植物基因研究国家重点实验室邓兴旺教授课题组在植物学顶级期刊《The Plant Cell》在线发表题为BBX28 negatively regulates photomorphogenesis by repressing HY5 activity and undergoes COP1-mediated degradation的研究成果。

太阳光不仅被植物通过光合作用转化为有机能,同时作为一个重要的外源环境信号调控植物的多个生长发育过程,包括种子萌发、幼苗形态建成、开花以及生物周期节律等。在自然界中,被土壤覆盖的种子萌发后,将进行暗形态建成,以穿破土层获得光源,随后进行光形态建成,形成健康的幼苗。CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1COP1)是植物光形态建成的一个核心抑制子,它是含有一个RING蛋白结构域的E3泛素连接酶,可以直接泛素化下游光形态建成促进因子如HY5等,并促使它们通过26S蛋白酶体所降解,以抑制植物光形态建成。BBX蛋白是一类含有B-box蛋白结构域的转录调节子。多个BBX蛋白在COP1-HY5核心调控组分所介导的光形态建成的过程行使了重要的功能。

结合遗传学和生物化学的方法,邓兴旺教授团队鉴定了参与光形态建成的一个新的抑制因子,BBX28BBX28是含有一个B-box结构域的转录调节子,属于B-box蛋白第五亚家族的成员。在黑暗下,BBX28COP1所泛素化而通过26S蛋白酶体所降解。在光照下,由于COP1活性受到多种分子机制的抑制,从而HY5BBX28等得以积累。而此时积累的BBX28HY5在细胞核内形成异源二聚体,抑制HY5对下游目的基因启动子上特异DNA基序的结合来能力,从而抑制植物的光形态建成。该项原创性的研究揭示了植物光形态建成的中的一项新的分子调控机制,为进一步深入理解光调控植物生长发育信号通路具有重要意义。


BBX28抑制植物光形态建成的分子模型

重点实验室邓兴旺教授为本文通讯作者;博士后林芳博士为本文第一作者。这项研究得到了蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、北大-清华生命科学联合中心、国家自然科学基金委员会以及中国博士后科学基金的资助。

文章链接: http://www.plantcell.org/content/early/2018/08/10/tpc.18.00226