北京大学生命科学学院郭红卫教授课题组在《植物细胞》(Plant Cell)期刊发表了题为“乙烯诱导的ETHYLENE INSENSITIVE3和EIN3-LIKE1稳定性由依赖EIN2的EIN3结合F-Box蛋白1和2的蛋白酶体降解介导”的研究论文,深入揭示了乙烯如何通过调控关键F-Box蛋白EBF1和EBF2的降解,稳定转录因子EIN3和其同源蛋白EIL1的分子机制。
乙烯作为植物重要的气体激素,调控植物生长发育及应答环境刺激,其信号转导机制备受关注。郭红卫教授团队早在2003年报道,乙烯能促进转录因子EIN3的蛋白积累,而在无乙烯条件下,EIN3被两个F-Box蛋白EBF1和EBF2介导的泛素-蛋白酶体途径降解(Guo and Ecker, Cell, 2003)。然而,乙烯如何抑制这一降解过程,维持EIN3的稳定性,长期以来尚未明确。
本研究进一步发现,EIN3的同源基因EIL1同样参与乙烯信号反应,并受EBF1/EBF2调控降解。通过遗传学和生化分析,研究团队证实乙烯信号依赖于膜蛋白EIN2,诱导EBF1和EBF2蛋白的蛋白酶体介导降解,进而稳定EIN3和EIL1蛋白水平。
这一发现首次揭示植物激素乙烯通过调控F-Box蛋白的降解,作为信号转导的关键调节机制。该机制不仅深化了对乙烯信号网络的理解,也为研究其他植物激素信号途径中F-Box蛋白的调控提供了重要参考,推动了植物激素生物学和信号转导领域的发展。