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朱健康研究组等植物核孔蛋白研究取得新进展

来源:上海生命科学研究院 2017-12-19 14:31:50
内容摘要: 该研究通过遗传筛选的手段发现了核孔蛋白成员NUP85参与调控植物响应ABA与高盐胁迫的RD29A-LUC报告基因的表达,并部分揭示了其在调控逆境响应基因表达的分子机理。

  12月12日,中国科学院逆境生物学研究中心朱健康研究组和普渡大学博士后祝英方的研究成果,以An Arabidopsis Nucleoporin NUP85 modulates plant responses to ABA and salt stress为题,在线发表在PLOS Genetics上。该研究通过遗传筛选的手段发现了核孔蛋白成员NUP85参与调控植物响应ABA与高盐胁迫的RD29A-LUC报告基因的表达,并部分揭示了其在调控逆境响应基因表达的分子机理。

  核孔蛋白是镶嵌在细胞内外核膜上的复杂复合体,是调控细胞质与细胞核之间运输的通道。以往研究发现了部分植物核孔蛋白参与植物发育、响应低温以与免疫应答等过程。但核孔蛋白在响应ABA信号以及高盐胁迫中的生物学作用尚未被报道。

  RD29A-LUC报告基因在sickle-1(sic-1)突变体的背景下能够在ABA与高盐处理后高度表达,通过EMS诱变后的抑制子筛选,该研究发现NUP85的突变导致RD29A-LUC报告基因在sic-1中的表达受到明显的抑制。与该正向遗传筛选结果吻合的基因表达研究发现,RD29A、COR15A与COR47等逆境响应基因的表达在nup85突变体以及其他核孔蛋白突变体如Nup160与hos1中受到明显抑制。除了影响逆境响应基因的表达外,发现nup85与nup160、hos1突变体对于外源ABA与高盐处理更敏感,它们的双突并没有明显增强单突的敏感表型,暗示核孔蛋白在响应ABA与高盐胁迫中可能存在功能冗余的现象。进一步的蛋白质组学研究揭示,NUP85除了与NUP107-160复合体的其他成员在一个复合体外,还可能与一些调控基因转录的重要因子,mediator complex存在相互作用。该研究验证了NUP85能够与MED18直接相互作用,从而参与调控ABA以及盐胁迫诱导的逆境基因表达。综上所述,该研究不仅揭示了NUP85和其他核孔蛋白参与调节ABA和盐胁迫的分子机制,还揭示了核孔蛋白复合体及中介复合体在调控基因表达中的关系。

  研究工作得到了中科院与美国NSF的经费资助。

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