北京大學現代農學院鄧興旺實驗室發(fā)表光形態(tài)建成核心因子COP1重磅綜述

  2020年4月12日,北京大學現代農學院鄧興旺實驗室在 Plant Communications 上發(fā)表題目為“The Photomorphogenic Central Repressor COP1: Conservation and Functional Diversification During Evolution”的綜述論文。

COP/DET/FUS蛋白參與萊茵衣藻(A)和擬南芥(B)光調控途徑

  

  光是植物生長發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一,它不僅為植物生長提供能源,還作為信號因子調控植物發(fā)育的各個階段。植物幼苗在光下能夠發(fā)育出適于光合作用的形態(tài),如張開的富含葉綠體的子葉,縮短的下胚軸,這種發(fā)育模式稱為植物的光形態(tài)建成。COP1(Constitutively Photomorphogenic 1)是鄧興旺院士做博士后期間鑒定并克隆出來的,也是第一個被克隆的光形態(tài)建成核心調控因子。在過去的三十年里,COP1參與的光信號調控網絡在模式植物擬南芥中得到了廣泛而深入的研究。然而COP1并非是一個植物特有的調控因子,它擁有非常保守的生化功能和序列特征,廣泛存在于真核生物(植物、動物、真菌)中。在植物COP1被克隆以后,對于哺乳動物COP1的研究也成為了人們關注的熱點。與植物不同的是,哺乳動物的COP1廣泛參與到癌癥發(fā)生、糖脂代謝、發(fā)育的方方面面。近年來,很多研究開始關注COP1在低等植物中的作用,發(fā)表了一系列COP1在綠藻植物強光保護和紫外光信號調控中的重要研究成果。我們驚嘆于COP1的神奇,作為一個保守的E3泛素連接酶,它能夠在不同的演化類群里靈活得參與到不同的生物學過程中。

  文中作者從三個方面綜述了COP1三十年的研究進展。1.COP1本身是一個E3泛素連接酶,并具有保守的生化特征。2.COP1通過與其它調控因子形成各式復合體(COP1/SPA復合體;CUL4復合體;UVR8-COP1/SPA復合體)來調控生物過程。3.在不同的植物類群中,COP1發(fā)揮不同的作用:a.擬南芥COP1作為光信號調控的“剎車”裝置,與光受體共同精細調節(jié)幼苗發(fā)育;b.小立碗蘚COP1參與到重力響應;c.萊茵衣藻COP1參與到強光保護和紫外光信號調控中。文章從進化的角度,總結提煉了COP1功能的保守性和差異性。本文將為光信號領域感興趣的讀者提供全面易懂的信息。

  本文通訊作者是北京大學現代農學院鄧興旺教授,北京大學現代農學院研究生韓雪為第一作者,廈門大學生命科學學院教授黃烯作為第二作者參與本文寫作和修正。

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