一转录因子在叶绿体反向调控中起关键作用

近日来自中国科学院植物研究所的研究人员证实一种植物转录因子在叶绿体反向调控中发挥了关键性的作用。新研究发现对于推动科学家们深入地了解叶绿体基因与核基因协同表达机制具有重要的意义。相关论文在线发表在9月20日的《自然—通讯》（nature communications）杂志上。领导这一研究的是中科院植物研究所的张立新研究员，其早年毕业于四川大学，2000年度入选中国科学院“百人计划”，2007年获得国家自然科学基础基金资助。以其在科研中的突出成果先后获得“新世纪百千万人才计划国家级人才”、北京青年科技奖、中国第十一届青年科技奖等奖励。近年来在国内外核心刊物Plant Cell、Plant J. Plant Physiol.等发表论文60余篇，被SCI引用500余次。高等植物细胞中有3个拥有自己遗传物质的细胞器：细胞核、叶绿体和线粒体。细胞核拥有大部分的遗传信息并且调控着多数细胞器基因的表达、生长和发育。同时，叶绿体和线粒体也可以调控核基因的表达，即反向调控。叶绿体的发生和功能的维系需要同细胞核甚至是同线粒体间保持着复杂的信号沟通。它们之间只有相互协调才能使植物体适应外界环境条件的变化。此前科学家们主要侧重于叶绿体基因表达调控方面的研究，对于介导叶绿体向细胞核反向信号转导的分子机制却并不很清楚。在这篇文章中，研究人员证实一种叶绿体被膜结合PHD转录因子PTM在多个叶绿体反向信号转导通路中发挥关键性的作用。叶绿体反向信号转导促使PTM发生溶蛋白性裂解，导致大量氨基末端PTM在细胞核中积聚，并以PHD依赖性方式激活与组蛋白修饰相关的ABI4转录，从而最终实现对核基因的表达调控。新研究揭示了叶绿体反向信号转导中的关键因子，并促使我们对叶绿体基因与核基因协同表达机制有了新的认识。张立新课题组长期致力于叶绿体发育与光合作用功能基因组学研究。不久前该课题组研究人员在拟南芥上对一种锚蛋白LTD(其突变可引起捕光叶绿素结合蛋白转运缺陷)进行了亚细胞定位成像分析和酵母双杂交分析，证实LTD可与信号识别颗粒（SRP）介导的蛋白识别转运途径及叶绿体内被膜上的蛋白质相互作用。研究结果表明LTD在捕光叶绿素结合蛋白分选并输入到叶绿体SRP依赖的蛋白识别转运途径中发挥了关键性的作用。这一论文在线发表在4月12日的《自然—通讯》杂志上。（来源：生物通何嫱）