2012年3月1日，清华大学施一公教授研究组与北京大学邓兴旺教授研究组合作，在《自然》杂志在线发表了题为《紫外线B感受器UVR8的结构基础》的论文，首次解析了植物拟南芥中紫外线B波段（280-315 nm）光受体UVR8的高分辨率晶体结构，并深入阐明了其感光机理。

光作为植物生长发育的重要环境信号，不仅提供能量，还调控植物的发芽、开花等多个生命阶段。植物通过特定的光受体蛋白感知不同波长的光信号，并将信号传递至下游调控因子，驱动相应的生理反应。此前，红光、蓝光受体的功能与结构已被广泛研究，但紫外线B波段光受体的发现较晚，直到2011年4月，研究人员才鉴定出拟南芥中的UVR8蛋白为该波段的光受体。

生化实验表明，紫外线B照射会促使UVR8由二聚体解离为单体，但其具体的分子机制尚不明确。为此，施一公和邓兴旺团队合作，成功获得了UVR8野生型及两个关键突变体的高分辨率晶体结构（分辨率为1.8埃至2.0埃）。结构显示，UVR8在未受紫外线照射时以二聚体形式存在，每个单体包含7个富含β-折叠的WD40结构域，两个单体通过大量氢键紧密结合。

通过对比野生型与突变体结构及结合生化分析，研究团队揭示了UVR8的感光机制：UVR8单体中的两个色氨酸残基W285和W233构成了紫外线B感受的核心。当紫外线照射时，这两个色氨酸的吲哚环电子被激发，导致它们与邻近精氨酸残基R286和R338之间的电荷作用（cation-π相互作用）被破坏，进而影响了R286和R338的结构稳定性。由于这两个精氨酸是维持UVR8二聚体间氢键的关键，电荷作用的破坏导致氢键断裂，促使UVR8二聚体解离为单体，从而启动下游的光信号转导。

该研究不仅深化了对植物光感受机制的分子理解，也为后续的计算机模拟和生物物理学研究提供了坚实的结构基础，推动了植物光生物学领域的发展。

（来源：清华大学）