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邓兴旺实验室揭示光和赤霉素协同调控拟南芥发育的分子机制

2008-02-02 05:38 邓兴旺实验室 北京生命科学研究所 阅读 0
核心摘要: 2008年,邓兴旺实验室在《Nature》发表研究,揭示赤霉素与光信号协同调控拟南芥发育的分子机制。研究发现,GA缺乏时DELLA蛋白与PIF3结合抑制光信号;GA存在时GID1受体促进DELLA降解,释放PIF3激活下游基因表达。该成果为植物发育信号整合提供了重要理论基础。

2008年1月24日,北京生命科学研究所邓兴旺实验室在《Nature》杂志上发表题为“Coordinated regulation of Arabidopsis thaliana development by light and gibberellins”的研究论文,系统揭示了赤霉素(GA)信号与光信号转导途径之间相互作用的分子机理。

在植物发育过程中,光和赤霉素是调控种子萌发、下胚轴伸长及开花等关键进程的两大核心信号。该研究发现,在赤霉素缺乏的条件下,核内定位的GA下游转录因子DELLA蛋白积累至较高水平,并能与光敏色素作用因子PIF3(一种bHLH类转录因子)直接结合。这种结合抑制了PIF3与其靶基因启动子的结合能力,从而阻断PIF3介导的光控下胚轴伸长信号。

相反,当赤霉素存在时,其受体GID1在细胞核内与DELLA蛋白的结合能力显著增强,进而触发DELLA蛋白的泛素化修饰,并通过26S蛋白酶体途径加速降解。DELLA蛋白的降解释放了与之结合的PIF3,使其得以自由调控下游靶基因的表达,最终影响植物发育进程。这一发现为理解植物如何整合内外源信号以达到精准发育提供了关键分子基础。

该项工作由美国耶鲁大学和北京生命科学研究所的邓兴旺实验室联合完成。第一作者冯夙化(已毕业耶鲁大学博士生)在耶鲁大学和北京生命科学研究所的邓兴旺实验室进行了该项目的研究,我所的周君莉博士、王峰(在读博士生)、陈力颖和禹露同学参与了此项工作。其他合作单位包括中科院遗传所和北京大学生科院。

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