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Science:拟南芥细胞信号的新型“制动”机制

  1. “制动”机制
  2. 拟南芥
  3. 植物
  4. 细胞信号

来源:生物谷 2016-03-23 14:52

近日,刊登在国际杂志Science上的一篇研究论文中,来自加州大学伯克利分校(University of California,Berkeley)的科学家通过对拟南芥进行研究时发现了一种新型机制,即拟南芥细胞的外部信号强度会被不断减弱,拟南芥是科学家们常用来进行研究的实验模型。

2014年6月11日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在国际杂志Science上的一篇研究论文中,来自加州大学伯克利分校(University of California,Berkeley)的科学家通过对拟南芥进行研究时发现了一种新型机制,即拟南芥细胞的外部信号强度会被不断减弱,拟南芥是科学家们常用来进行研究的实验模型。

这种细胞外部信号的衰竭就类似于汽车的制动系统一样,这项研究中研究者将拟南芥幼苗从黑暗的地下室挪动到阳光充足的地方,这就会诱发拟南芥细胞中的基因表达进行重新定向,最终产生我们常见的绿色种子。

这种新型基因表达的加速制动机制对于重新稳定细胞的平衡状态非常必要,文章中研究者发现了一种核定位的双分子信号结构,其制动机制和拟南芥细胞中的加速器直接相关,从而为细胞中基因表达的自发加速和抑制提供了一定基础。

拟南芥细胞中的光信号可以将一种活性的光感受器分子-光敏色素同一种名为PIF的转录因子相结合,从而破坏PIF的功能,关闭靶向基因的表达;然而研究者发现PIF一旦被破坏,光敏色素就会执行“死刑”命令,从而降低入射到细胞中的光信号强度。

研究者Zhiyong Wang博士表示,理解拟南芥等植物细胞中的光反应动力学的分子机制对于进行先进的工程化作物相关研究,以使得工程化作物可以快速适应多变环境而生长提供了新的研究数据和思路。而信号衰减的双分子破坏机制似乎可以为研究者们提供一种新的结构模式理解,为理解自然界植物的天然进化提供了一定的研究思路。(生物谷Bioon.com)

A mutually assured destruction mechanism attenuates light signaling in Arabidopsis

Weimin Ni1,2,*, Shou-Ling Xu3,4,*, James M. Tepperman1,2, David J. Stanley3, Dave A. Maltby3, John D. Gross3, Alma L. Burlingame3, Zhi-Yong Wang4, Peter H. Quail1,2,†

After light-induced nuclear translocation, phytochrome photoreceptors interact with and induce rapid phosphorylation and degradation of basic helix-loop-helix transcription factors, such as PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 3 (PIF3), to regulate gene expression. Concomitantly, this interaction triggers feedback reduction of phytochrome B (phyB) levels. Light-induced phosphorylation of PIF3 is necessary for the degradation of both proteins. We report that this PIF3 phosphorylation induces, and is necessary for, recruitment of LRB [Light-Response Bric-a-Brack/Tramtrack/Broad (BTB)] E3 ubiquitin ligases to the PIF3-phyB complex. The recruited LRBs promote concurrent polyubiqutination and degradation of both PIF3 and phyB in vivo. These data reveal a linked signal-transmission and attenuation mechanism involving mutually assured destruction of the receptor and its immediate signaling partner.

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