首页 | 园林新闻 | 规划设计 | 工程 | 植物 | 科技 | 教育 | 法制 | 风景旅游 | 园林城市 | 世界园林 | 风景园林师 | 花木资讯 | 人居环境 | 园林论坛 | 园林博客

调控植物根干细胞生长的重要肽激素受体被发现

http://www.chla.com.cn 2016-06-07 来源:清华大学新闻网 作者: 发表评论(0)

  5月27日,清华大学柴继杰研究组与北京大学郭红卫教授研究组合作,在《细胞研究》上发表论文《模式序列指引下发现调控植物根分生组织生长的肽激素受体》(Signature motif-guided identification of receptors for peptide hormones essential for root meristem growth),揭示了植物重要肽类激素-根分生组织生长因子(RGFs)的受体是位于植物细胞膜表面的五个受体激酶RGFRs,另一类受体激酶SERKs作为共受体参与RGF信号的传递,阐明了RGF的识别和受体激活的分子机制,并提出了植物小肽激素受体识别密码。

  根是植物固着土壤、吸收水分和营养的主要器官。根尖分生组织(RAM)干细胞生长发育对整个根发育和形态建成起着至关重要的作用。根干细胞发育受到众多信号调控,其中根分生组织生长因子(Root meristem growth factors,RGF)作为肽激素信号发挥着重要作用。RGF是一类含有磺酸化修饰的13个氨基酸小肽激素,通过调节根重要转录因子PLT的浓度梯度来维持根干细胞中心(stem cell niche)的稳定,另外其还在植物的向重力生长(gravitropism)、侧根发生、根毛形成以及营养元素磷的响应等方面发挥重要作用。然而RGF的受体至今仍未发现。

  最近,清华大学柴继杰研究组通过结构生物学研究,发现了一个普遍存在于植物小肽类激素受体识别的规律:小肽激素的C末端游离的羧基(-COOH)会特异被植物小肽激素受体上的“精氨酸-精氨酸”(RxR)模式序列所识别。通过这一规律,将RGF受体候选对象锁定在含有此模式的一类受体激酶当中。研究组巧妙设计了“分之筛-质谱”新实验方法,于体外成功鉴定出“RGF 配体-受体对”(RGF-RGFR pair),随后获得了RGF-RGFR复合物的2.6A晶体结构。与猜想完全吻合,复合物结构清晰地显示RGF的C末端游离羧基(-COOH)特异地结合在了受体RGFR的(RxR)小肽激素模式识别序列上。同时,研究还惊喜地发现,在RGF的受体上“精氨酸-甘氨酸-甘氨酸”序列(RxGG)特异地识别了小肽激素RGF上的磺酸化修饰。通过受体序列比对,发现一个由五个成员组成的受体激酶亚家族特异地含有此(RxGG)磺酸化模式识别序列,研究组最终找出了RGF的全部五个受体。此外,RGF-RGFR的复合物结构还提示RGF信号通路的起始还需要其他成分参与,通过体外生化实验表明SERK家族成员可能作为共受体参与RGF受体激活。

  通过与北京大学郭红卫教授研究组合作,在植物体内利用遗传生化的研究方法,最终表明这五个RGFRs确实作为受体来识别RGF肽激素信号而去调控根干细胞维持、根的正常生长发育形态建成以及向重力生长。同时,研究还揭示了RGF肽激素信号发出后,诱导了细胞膜上受体RGFR与共受体SERK的胞外区互作,通过激酶区磷酸化向细胞内传递信号。

  植物肽激素RGF受体的发现填补了RGF信号通路上缺失的最重要一环,使人们对RGF信号通路的认识向前推进了一步,可以更好地研究分解RGF在植物生长发育中的不同功能,也为植物根尖分生组织RAM的生长发育信号调控提供了新的认识。在RGF受体发现过程中,利用结构生物学提示的规律,巧妙绕过植物遗传冗余的研究难题,为植物学受体-配体研究提供了新思路。通过RGF-RGFR受体配体复合物结构分析,提出了一套完整的植物小肽类激素受体识别规律,可用于指导植物未知小肽激素受体的发现。

  清华大学生命科学学院2013级博士生宋文和北京大学生命科学学院2013级博士生刘莉为论文共同第一作者。清华大学柴继杰教授、北京大学郭红卫教授和清华大学韩志富博士为共同通讯作者。清华大学生命科学学院博士生王继纵、吴臻、张贺桥、汤娇、林光忠与北京大学生命科学学院博士后王益川、李文阳、温兴参与部分工作。上海同步辐射光源BL17U1 (SSRF)为数据收集提供了及时有效支持。本研究中清华大学的工作得到国家自然基金重点国际合作研究项目、重大科学研究计划、自然科学基金重点项目和清华-北大生命科学联合中心资助。

  论文链接:http://www.nature.com/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr201662a.html

分享到:
编辑:guoai
更多评论网友评论 (已有0位网友发表了看法)
  • ·凡本网注明“www.chla.com.cn”或“本网”的所有作品,版权均属于中国风景园林网,
  • ·未经本网书面授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。
  • ·已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:中国风景园林网”或"来源:www.chla.com.cn/"
  • ·违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
最新评论:
企业服务

    热门博文

    论坛热帖



中国风景园林网版权所有 COPY RIGHT RESERVED 2007 - 2015 WWW.CHLA.COM.CN