研究揭示油菜素内酯信号转导正负调控机制

近日来自山东农业大学、美国加州Salk生物研究所、日本横滨的理化学研究所植物科学中心（Riken Plant Science Center）、美国威斯康星大学麦迪逊分校等研究结构的科学家，在对植物类固醇激素油菜素内酯（Brassinosteroids，BRs）信号转导调控研究中取得突破性进展，相关研究论文发布在国际顶级期刊《科学》（Science）旗下的《科学——信号传导》(Science Signaling)杂志上。山东农业大学的特聘教授吴光博士以及Salk生物研究所著名女科学家Joanne Chory为这篇论文的共同通讯作者。吴光教授早年毕业于南京农业大学，长期从事植物光形态建成和植物激素转导等方面的分子生物学研究，在突变体基因分离、遗传分析、功能鉴定等方面取得了优异成绩和突破性进展，先后在Plant Cell、Plant Physiology等学术刊物发表论文数十篇，2002年至2006年在美国加州Salk生物研究所从事博士后研究。于2006年5月被山东农业大学聘为首批“特聘教授”。油菜素内酯是一种与植物细胞的生长、分裂、分化和生殖发育有关的天然植物激素，这种植物类固醇激素能将光等环境因素与植物生长和发育耦合起来。目前，在各种作物中已经发现60多种油菜素内酯化合物，其中BL是其中活性最高的，其广泛存在于植物的花粉、种子、茎和叶等器官中。它能充分激发植物内在潜能，促进作物生长和增加作物产量，提高作物的抗病、抗盐和抗冻能力，使作物的抗逆性增强，减轻除草剂对作物的药害。近年来人们对其作用及信号转导通路进行了大量研究，获得了许多有意义的成果，重要的一点就是发现BRI1是BR的细胞膜受体，但是目前科学家们对于BRI1与BR相互作用介导的信号传导及其调控机制仍知之甚少。在这篇文章中，研究人员发现蛋白质磷酸酶2A (PP2A)可对BRI1起重要的脱磷酸化作用，并证实在拟南芥中进入rcn1（PP2A亚基的一个突变体）可引起BRI1丰度增高，促进BR信号转导。拟南芥bri1 突变体是一种对外施油菜素内酯（BR）不敏感的突变体，常表现为明显矮化及早熟表型。在这篇文章中，研究人员筛选获得了bri1的恢复突变体sbi1，并证实突变体sbi1中BR选择性激活并导致BRI1在膜区室积聚。此外，研究人员还证实BRs可诱导生成SBI1 mRNA ，SBI1编码生成LCMT，促使PP2A甲基化，甲基化的PP2A进一步与活化的BRI1结合，促使BRI1的脱磷酸化和降解，从而实现了对BR信号的负调控。新研究结果揭示了油菜素内酯信号转导的正负调控机制，从而为科学家们进一步了解BRs信号转导及细胞生长调控提供了重要信息。（来源：生物通何嫱）