中山大学肖仕课题组揭示多不饱和酰基辅酶A调控植物低氧信号转导的新机制学术资讯

来源：植物生物学

JIPB于2019年10月8日在线发表了中山大学肖仕课题组的论文“Polyunsaturated Linolenoyl-CoA Modulates ERF-VII-Mediated Hypoxia Signaling in Arabidopsis”。该研究解析了拟南芥中多不饱和酰基辅酶A（C18:3-CoA）通过影响低氧感受关键因子ERF-VII蛋白的质膜解离和向核转移，调控植物低氧信号链的分子机制。

图1. C18:3-CoA调控植物低氧信号链的模式图。

随着极端气候日益频繁，生态系统遭到严重破坏，洪涝/水淹已成为主要农业灾害之一。植物长时间处于水淹环境中会造成氧气含量急剧下降，导致低氧胁迫（hypoxia）。研究表明，乙烯反应转录因子ERF-VII家族蛋白通过与膜相关ACBP1蛋白互作及依赖于类泛素化的N-末端蛋白降解机制，来实现对低氧胁迫的感知和应答。这一发现为植物脂代谢或脂信号分子参与调控低氧反应的研究开拓了新的思路，但其具体作用机制还有待进一步探索。

肖仕课题组的研究发现，低氧能显著诱导植物中多不饱和C18:3-CoA积累，且C18:3-CoA诱导ERF-VII基因表达和蛋白质积累的效果最为明显。C18:3-CoA可以竞争性地和膜相关ACBP1结合，使得ACBP1-ERF-VII复合物解离及ERF-VII因子向细胞核转移。研究证实，膜相关的酰基辅酶A结合蛋白ACBP1和ACBP2在这一过程中功能冗余，两者对于C18:3-CoA所诱导的植物低氧反应至关重要。遗传分析表明，植物细胞内酰基辅酶A总量（acyl-CoA pool）的降低或C18:3-CoA含量的下降，都与ERF-VII介导的低氧信号和植物低氧耐受性呈正相关。因此，该研究揭示了多不饱和C18:3-CoA作为一个关键的脂质信号分子，通过介导ACBP–ERF-VII复合物的稳态，调控植物低氧信号转导（图1）。

巧合的是，最近德国亚琛工业大学Joost T. van Dongena课题组在PNAS上发表论文，发现植物长链饱和（C16:0-CoA）及不饱和（C18:1-CoA）酰基辅酶A的比例变化，通过能量依赖的模式，来激活ACBP-RAP2.12复合物介导的低氧信号链。这两个发现相互验证，充分表明长链酰基辅酶A在调控植物低氧信号中的重要作用。同时，肖仕课题组还进一步揭示多不饱和C18:3-CoA可能是激活低氧信号最主要的信号分子。

肖仕课题组的博士生周颖和谭伟隽为该论文的共同第一作者，肖仕教授为独立通讯作者，香港大学Mee-Len Chye教授在论文的材料提供和讨论中做出了重要贡献。该项目得到了国家自然科学基金项目和广东省自然科学基金项目的经费资助。

来源：PlantBiotech 植物生物学

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NTk2MTcyOA==&mid=2247486451&idx=2&sn=e191a121b71e192fc83eac69ff66bbf7&chksm=ec4ade1cdb3d570a54b1e1f0a5abe2522d807530cd4b23bbf00bddd01f21d7bfdc46379c49c9&scene=27#wechat_redirect

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn