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脫落酸(ABA)信號轉導新通路發現

日期:2010-06-17 16:58:28

植物激素脫落酸(ABA)調節植物生長發育過程和植物對逆境的適應。ABA信號首先通過細胞受體被識別,然后引起一系列細胞內下游信號轉導事件,最終導致生物學效應。研究證明,ABA信號受體有多種,包括細胞表面受體和細胞內受體。張大鵬研究組以前鑒定了一種細胞內葉綠體中的ABA受體,命名為ABAR(Nature, 2006, 443: 823-826)。之后他們提供了ABAR是ABA受體的進一步的生物化學和遺傳學證據;而且,發現ABAR分子的C-端是結合ABA和介導ABA信號的核心區(Plant Physiology, 2009, 150: 1940-1954)。但是,ABAR介導的下游信號通路一直是懸而未決的問題。

張大鵬研究組發現,ABAR是一個跨越葉綠體被膜的蛋白質,其C-端和N-端曝露在細胞質中;ABAR在細胞質一側的C-端部分與一組WRKY轉錄因子(AD1A/WRKY40、AD1B/WRKY18、AD1C/WRKY60)互相作用。他們提供的遺傳學和生物化學證據表明,AD1A/B/C是一組轉錄抑制因子,負調節ABA信號通路;AD1A是其中的核心調節子。ABAR與ABA信號分子結合后,可以刺激AD1A從細胞核到細胞質的轉移,促進ABAR與AD1A的互相作用;進而激發一種未知因子(或信號系統),阻遏AD1A的表達,從而解除AD1A對ABA響應基因(比如ABI5等)轉錄的抑制,最終實現ABA的生理效應。

這些發現描述了一個從信號原初識別到下游基因表達的新的ABA信號通路(即ABA-ABAR-AD1A-ABI5信號級聯通路,參見圖1)。研究論文于6月11日在線發表于國際著名植物學期刊Plant Cell。


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