植物所劉建祥教授在Cell Reports 上在線發(fā)表論文
時(shí)間：2021-04-09 09:49:01學(xué)院：生命科學(xué)學(xué)院學(xué)校：浙江大學(xué)
2018年11月13日生科院植物所劉建祥教授以通訊作者身份在Cell 子刊Cell Reports (IF=8.032，生物一區(qū))上在線發(fā)表題為“Two B-Box Domain Proteins, BBX18 and BBX23, Interact with ELF3 and Regulate Thermomorphogenesis in Arabidopsis ”的研究論文，解析植物響應(yīng)環(huán)境溫度變化的分子機(jī)制。該論文揭示了擬南芥B-box家族中的BBX18和BBX23可以影響ELF3的蛋白穩(wěn)定性，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)錄因子PIF4的活性、促進(jìn)植物熱形態(tài)建成。
隨著全球工業(yè)進(jìn)程的加快和溫室效應(yīng)的加劇，全球氣候變化越來越異常，氣溫也在逐年升高。高溫直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。國(guó)際水稻所（菲律賓）1979-2003年的一項(xiàng)數(shù)據(jù)表明，日平均夜溫每增加1℃，水稻減產(chǎn)10%。然而植物是如何感應(yīng)溫度變化并協(xié)調(diào)其生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程的分子機(jī)理知之甚少。劉建祥課題組研究發(fā)現(xiàn)B-Box家族中的BBX18和BBX23蛋白能響應(yīng)環(huán)境溫度升高的變化，高溫下蛋白量明顯增多。遺傳分析發(fā)現(xiàn)BBX18/BBX23雙突變體下胚軸長(zhǎng)度在高溫下較野生型明顯變短，而BBX18的過表達(dá)材料下胚軸長(zhǎng)度在高溫下較野生型明顯伸長(zhǎng)，表明BBX18和BBX23是植物響應(yīng)環(huán)境溫度升高的新的正調(diào)控因子。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)BBX18和BBX23的功能依賴于已知的熱形態(tài)建成重要調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子PIF4和蛋白泛素連接酶COP1。已知ELF3蛋白在高溫下能抑制PIF4的轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性。我們的生化實(shí)驗(yàn)表明，BBX18和BBX23分別與ELF3和COP1存在蛋白-蛋白相互作用。BBX18/BBX23雙突變體中ELF3的蛋白量增加，而BBX18和BBX23可增強(qiáng)COP1對(duì)ELF3的降解。綜上所述，該研究證明B-Box蛋白在環(huán)境溫度升高后能作為接頭蛋白幫助COP1等泛素E3連接酶降解ELF3蛋白，從而解除負(fù)調(diào)控因子ELF3對(duì)PIF4的抑制，促進(jìn)PIF4調(diào)控的植物熱形態(tài)建成。該工作為理解環(huán)境溫度信號(hào)如何調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育提供了新的思路。
劉建祥教授課題組的博士生丁嵐為該論文的第一作者，劉建祥教授為論文的通訊作者，復(fù)旦大學(xué)李琳課題組提供了部分實(shí)驗(yàn)材料。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金委“杰青”等項(xiàng)目的資助。
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論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.060
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