生命科学学院秦跟基课题组在“国际没有两片相
来源:贾乃亮网 发表于2019-07-29 07:39:01 编辑:娜塔莉波特曼
摘要: 每逢作业之余散步学校、公园、山林或郊野,只需略微留意一下养眼的各种绿色叶片时,咱们会惊讶地发现这些叶片的形状和巨细是如此的五光十色。世界

每逢作业之余散步学校、公园、山林或郊野,只需略微留意一下养眼的各种绿色叶片时,咱们会惊讶地发现这些叶片的形状和巨细是如此的五光十色。“世界上没有两片如出一辙的叶片。”这是古人早就说过的金玉良言,从哲学角度上也说明晰世界的多样性。叶片不只是植物光合作用的首要器官,其形状和巨细经过影响光合作用功率直接影响农作物的产值,也是植物感知光照、温度等环境改动的重要器官,因而关于植物而言,构成多样性的可塑性强的不同形状和巨细的叶片是其适应环境的一种十分重要的生计战略。为什么世界上没有两片完全相同的叶片?或者说,植物怎么能构成如此丰厚多样的叶片形状和巨细呢?这是植物研讨范畴十分重要也是十分有意思的科学问题。经过深入研讨,科学家发现了一类植物中特有的被称为TCP的转录因子在植物构成多样性叶片形状和巨细的过程中起到十分要害的作用。TCP转录因子中的“T”即来自于玉米的闻名驯化基因TB1,其活性的添加使大刍草被驯化为培养玉米时形状发生巨变。科学家在形式植物拟南芥或西红柿中人为改动TCP的活性时,能使植物构成不同形状和巨细的叶片,例如增强西红柿TCP的活性,西红柿的复叶变成为单叶,而削弱其活性却发生相反的作用,使西红柿的复叶变成含有几百片小叶的超级大复叶。所以TCP转录因子的活性调控关于植物叶片形状和巨细的构成甚至整个植物的株型构建至关重要。

北京大学生命科学学院秦跟基教授课题组经过正向遗传学的办法成功判定到一类以TIE1为代表的转录按捺因子,这类转录按捺因子经过招募共按捺因子TPL/TPRs在蛋白水平上按捺TCP转录因子的活性,然后调控叶片发育。研讨成果于2019年宣布在世界闻名学术期刊《植物细胞》(the Plant Cell)上(Tao et al., The TIE1 Transcriptional Repressor Links TCP Transcription Factors with TOPLESS/TOPLESS-RELATED Corepressors and Modulates Leaf Development in Arabidopsis. Plant Cell, 2019, 25: 421-437.)。最近该团队在此研讨作业基础上又取得一项重要发展,他们以TIE转录按捺因子蛋白为钓饵经过酵母双杂交办法成功挑选到与TIE1相互作用的含有RING结构域的E3泛素连接酶TEAR1(TIE1- associated RING-type E3 ligase 1)。研讨标明TEAR1具有泛素连接酶的活性,而TIE1确真实植物体内能泛素化并被降解调控。下降TEAR1及其同源基因的功用可导致叶片边际过度生长和叶锯齿增多等表型。遗传剖析标明过量表达TEAR1可解救TIE1过量表达导致的叶片发育缺点的表型,而TEAR1缺失可增强因TCP转录因子活性下降引起的叶片发育缺点表型。该研讨不只初次发现了一类RING类泛素连接酶在调控叶片发育过程中的重要功用,还提醒了一种新的准确调控TCP活性和叶片发育的分子机制。TEAR1依据内部条件和外部环境决议TIE1的降解来免除TIE1对TCP活性的按捺,然后正调控TCP的活性。经过这种微调机制,植物能灵敏地依据表里条件的改动准确调控叶片的形状和巨细,完成“世界上没有完全相同叶片”的现象。

TIE1转录按捺因子经过招募共按捺因子TPL/TPRs在蛋白水平上按捺TCP转录因子的活性。而TEAR1编码RING类泛素连接酶,经过介导TIE1的降解来免除TIE1对TCP活性的按捺,然后正调控TCP的活性。经过这种微调机制,植物能灵敏地依据内部条件和外部环境的改动准确调控叶片的形状和巨细。

该研讨成果近来以题为“The Arabidopsis RING-type E3 Ligase TEAR1 Controls Leaf Development by Targeting the TIE1 Transcriptional Repressor for Degradation”宣布在《植物细胞》上。论文的榜首作者为北京大学生命科学学院博士研讨生张金喆,秦跟基教授为通讯作者。这项研讨得到了国家自然科学基金、国家转基因严重专项、国家重点基础研讨方案以及北京大学蛋白质与植物基因研讨国家重点实验室的赞助。

修改:江南

 

生命科学学院秦跟基课题组在“国际没有两片相同叶片”的构成机制上获得重要发展

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