当前位置：查字典生物网 >学习园地 >生物资讯 >北大邓兴旺PLOS发表研究新成果
12月29日，来自北京大学、瑞典哥特堡大学、斯里兰卡科伦坡大学、瑞典乌普萨拉大学和美国耶鲁大学的研究人员，在国际著名遗传学期刊《PLOSGenetics》发表题为“ArabidopsisCOP1SUPPRESSOR2RepressesCOP1E3UbiquitinLigaseActivitythroughTheirCoiled-CoilDomainsAssociation”的学术成果。在这项研究中，研究人员通过正向遗传筛选确定了一个新的COP1抑制因子——CSU2。北京大学生命科学学院的邓兴旺教授和耶鲁大学的NingWei是本文共同通讯作者。
阳光不仅提供了主要的能量来源，而且也是一个重要的环境信号，调节着植物的多个发育过程，如种子萌发、光形态建成、开花、向光性和根系生长。在拟南芥（Arabidopsisthaliana）中，光敏色素（phyA-phyE）能感知红光和远红光（600–750nm）；隐花色素（CRY1和CRY2）和向光素（PHOT1和PHOT2）能感知蓝光和紫外线（315–500nm）；UVR8作为UV-B（~280nm）的光感受器。
为了响应光照，光感受器能直接作用于整个基因组的许多个基因启动子，以调控它们靶基因的表达，使植物能够迅速适应不断变化的光环境。在没有光照的情况下，植物会长出长的下胚轴、根尖沟、未开放的子叶和etioplastids，一种独特的发育程序，被称为暗或黄化。在光照下，植物经历了光形态建成，其特点是短下胚轴、延伸的子叶和成熟的叶绿体。这个程序对于陆生植物是非常重要的，因为它们的生命往往开始于黑暗的土壤中。该程序使植物准备好暴露于阳光下（这一过程称为绿化），而在黑暗中的无力枯黄，在光照射时则是致命的损伤。
CONSTITUTIVELYPHOTOMORPHOGENIC1（COP1）基因，作为光形态建成的抑制因子，对于黄化是必不可少的，其功能缺失突变体在黑暗中表现出一种组成型光形态表型。COP1蛋白含有一个RING指，一段卷曲螺旋结构域，和WD-40重复结构域，它的功能是作为一个E3泛素连接酶，靶定一小部分光敏形态发生促进因子，用于泛素化和降解。
在植物细胞中，COP1作为同型二聚体而存在，这进一步稳定了两个SPA蛋白之间的联系，从而形成一个四聚体蛋白复合物。COP1二聚化及其与SPA蛋白之间的相互作用，是通过各自蛋白的卷曲螺旋结构域介导的。与SPA蛋白的联系，提高了COP1靶定底物泛素化的活性。
在幼苗中，COP1的底物包括LONGHYPOCOTYL(HY5)、HY5HOMOLOG(HYH)、LONGHYPOCOTYLINFAR-RED1(HFR1)、LONGAFTERFAR-REDLIGHT1(LAF1)、SALTTOLERANCEHOMOLOG3(STH3/BBX22)和PHYTOCHROMEINTERACTINGFACTOR3-LIKE1(PIL1)。除了幼苗光形态建成，COP1也介导CONSTANS（CO）、GIGANTEA(GI)、EARLYFLOWERING3(ELF3)、HYPERSENSITIVERESPONSETOTCV(HRT)、SCAR1、GATATRANSCRIPTIONFACTOR2(GATA2)和MYC2的降解，并在各个发育过程（包括花期、生物钟、病毒防御、根系发育、激素信号转导和调控miRNA的生物合成）中发挥着至关重要的作用。从植物到动物，COP1在进化上都是保守的。哺乳动物COP1已被报道为一个肿瘤抑制基因，可通过它的E3泛素连接酶活性，靶定癌蛋白c-Jun和ETS。
作为一个关键的调控因子，COP1蛋白的水平、活动和定位，是受到严格控制的，以确保其靶标的适当蛋白质积累，响应发育和环境线索。在黑暗中，COP1富集在细胞核中，在那里它靶定底物用于泛素化。光照可触发光感受器，包括phyA、phyB、CRY1和CRY2，以与SPA蛋白或COP1联系在一起，从而抑制了COP1-SPAE3泛素连接酶的活性。这一事件之后紧接着是COP1从细胞核到细胞质的重新分配。此外，最近的研究表明，CSU1、SPAs和PIFs有助于COP1蛋白水平和活性的调节。
为了寻找调控COP1功能或介导其产量的新因素，研究人员对cop1-6（cop1突变体的亚效等位基因）的抑制因子，进行了遗传筛选。之前这种筛选已经成功地鉴定了CSU1——可靶定COP1的一种E3泛素连接酶。
在这项研究中，研究人员报道了一个新的COP1抑制因子，指定为CSU2。在黑暗中，CSU2突变几乎完全抑制了cop1-6的组成型光形态表型。CSU2可通过一种卷曲螺旋域联系，与核小点中的COP1相互作用并共同定位。CSU2能够抑制COP1E3泛素连接酶的活性。此外，CSU2在根部发育过程中发挥重要的作用。总的来说，这项研究的遗传和生化数据表明，拟南芥CSU2作为COP1的一个负调控因子，有助于优化植物的发育。
【北大邓兴旺PLOS发表研究新成果】相关文章：
与“北大邓兴旺PLOS发表研究新成果”相关文章
人造子宫取得重大突破：「塑料袋」里培育出8只羊羔美用基因编辑技术培育出红眼黄蜂我学者找到艾滋病病毒“软肋”开发新型抗生素，将从真菌下手发现抗器官衰老的关键蛋白，人类能实现长生不老吗？新发现！基因变异决定了人们对食物的偏爱吗？华大基因董事长汪建：将用基因技术首先在河南消灭聋哑盲傻IBM 糖尿病性视网膜病变研究新进展，检测与分类准确性达 86%用生物芯片检测传染病，分子诊断公司 Mobidiag 获得 399...人类成为人工智能？马斯克公布Neuralink新计划巴西科学家研发出可制造香水的转基因酵素预警心脏病发作，人工智能胜过医生网友关注
