植物學權威學者Cell雜志發表最新成果

日期：2010-09-15 10:36:18

來自索克(Salk)生物研究院，杜克大學的研究人員鑒定了一個光敏色素反應缺失的突變體，并證明這一突變體在細胞核中光敏色素的信號過程中起作用，這些結果也預示著光敏色素核小體應該是一個蛋白水解的場所。這一研究成果公布在Cell雜志上。

領導這一研究的是Salk生物研究院的Joanne Chory，這位女科學家在植物學研究領域首屈一指，獲得了許多重要的研究成果，

光是影響植物發育的一個最重因素，但目前人們還不了解光敏染料如何導致基因型因受外界影響而發生變化。光在植物發育過程中的一個首要作用是將紅外/遠紅外光敏色素由細胞質轉移至核質體中。植物從黑暗轉移到光下時,紅光/遠紅光受體的定位會從胞質轉移到細胞核中,并且聚集成光敏色素核小體(phytochrome nuclear bodies).這些核小體的功能以前尚無報導。

在這篇文章中，研究人員首先鑒定了一個光敏色素反應缺失的突變體hemera，在這個突變體中光敏色素及其相互作用的轉錄因子都不能正常降解。研究發現具有不同色敏核質體的擬南芥突變體hemera的細胞核具備某個特殊的功能。實驗還證明，HEMERA在細胞核中光敏色素的信號過程中起作用，這些結果也預示著光敏色素核小體應該是一個蛋白水解的場所。

以前曾有報告稱hemera是涉及轉錄的質體復合體的一部分，科學家此次發現hemera細胞核的信號傳導具有特別之處。此外，他們的研究還表明光敏色素會在核體中發生水解。

光敏色素-概要光敏色素（phytochrome）是植物體本身合成的一種調節生長發育的色蛋白。由蛋白質及生色團2部分組成，后者是4個吡咯分子連接成直鏈，與藻膽素類似。

近期來自美國康奈爾大學Boyce Thompson植物研究所（Boyce Thompson Institute），德州大學生物學系等處的研究人員進一步研究了植物光反應調節機制，發現兩種光反應關鍵蛋白：FHY3和FAR1能共同作用，調節另一對蛋白（FHY1和FHL）的表達。這為了解植物光反應調節機制，以及植物光信號傳導提供了重要資料。這一研究成果公布在《Science》雜志上。

FHY3和FAR1是兩種光調節基因轉錄調控因子，之前的研究發現FHY1和FHL是植物光反應的關鍵參與蛋白，但是其在光反應機制調節中的具體作用還不為人知。

在這篇文章中，研究人員以擬南芥（Arabidopsis）作為實驗對象，發現擬南芥在未暴露于光之前，就為光反應作了準備。這種準備包括產生一對緊密相關的蛋白——FHY3和FAR1，這兩種蛋白的產生會提升另一對蛋白（FHY1和FHL）的含量。

此外，研究人員還發現FHY3和FAR1蛋白與光敏色素A（PhyA）之間存在一個負反饋環（negative feedback loop），即細胞核中積聚的光敏色素A越多，產生的FHY3和FAR1蛋白就越少，這樣進入細胞核的光敏色素A就越少。