北大邓兴旺教授Cell子刊发表新研究成果

　　

生物通报道  来自北京大学、清华大学及湖南师范大学的研究人员证实，在红光下拟南芥非典型蛋白激酶ABC1K1和ABC1K3反向发挥作用来应对光损伤。这一研究发现在线发表在Cell出版社旗下子刊《Molecular Plant》杂志上。

北京大学生命科学学院的邓兴旺（Xing Wang Deng）教授是这篇论文的通讯作者。邓教授是世界著名的生物学家，其长期从事植物分子遗传及生理学方面的研究，多次在Cell、Science、Nature等世界权威刊物上发表很有影响的学术文章。2013年当选为美国科学院院士（延伸阅读：北大邓兴旺、陈浩东发表Cell子刊新文章 ）。

ABC1Ks是一类非典型的蛋白激酶，其没有典型真核生物蛋白激酶的许多特征。研究证实大多数的ABC1K成员都定位在叶绿体或线粒体，调控醌的合成是ABC1Ks的原始功能。ABC1K基因家族在进化上保守，在光合作用生物体中大大扩增。在拟南芥中，ABC1K家族包含17个成员，有8个预测定位在叶绿体。目前已通过质谱法分析在高度纯化的质体小球(plastoglobule,PG)蛋白质组中检测到了这8个ABC1K成员其中的6个。

ABC1K1和ABC1K3是定位在质体小球的两个ABC1K蛋白家族成员。ABC1K1（又称作AtACDO1）是维持叶绿素蛋白稳定性，防止叶绿素降解产物累积，转而帮助植物适应高强度光的必要条件。有研究表明，ABC1K1有可能通过与它的同系物ABC1K3协同作用，磷酸化并调控了质体小球中维生素E合成和回收的关键酶——生育酚环化酶VTE1。由于在强光下abc1k1-1 abc1k3双突变体显示出协同效应，表明ABC1K1和ABC1K3有可能对光应激反应没有重复性的贡献作用。但目前对于在幼苗期中ABC1K1和ABC1K3的调控作用仍然不清楚。

在这篇新文章中研究人员鉴别出了ABC1K1的编码基因BDR1，并证实BDR1基因对于植物在红光下正常生长至关重要。为了确定ABC1K1/BDR1功能必需的其他元件他们进行了遗传筛查，寻找能够在红光下抑制bdr1-2突变体白化和矮小表型的突变，由此鉴别出了一种完全的抑制突变系rbd1-1 bdr1-2。随后采用图位克隆，他们发现在rbd1-1 bdr1-2突变体中的At1g79600编码区域发生了一个G - A核苷酸改变，导致了氨基酸从甘氨酸399（Gly）变为天门冬氨酸（Asp）。并发现At1g79600也编码了ABC1K非典型蛋白激酶ABC1K3。通过对数十种突变体进行At1g79600测序，研究人员进一步鉴别出了RBD1为ABC1K3的编码基因。

研究结果表明BDR1和RBD1是ABC1K非典型蛋白质激酶家族的同系物，二者反向发挥作用调控了植物对光环境的适应。

（生物通：何嫱）

作者简介：

邓兴旺教授

世界著名的生物学家，现任北京大学长江特聘教授，美国耶鲁大学分子、细胞和发育生物学系终身教授。邓兴旺教授长期从事植物分子遗传及生理学方面的研究。1995年，因他在调控植物光形态建成的有关基因的研究中所取得的杰出成绩，荣获美国总统青年教师奖。2003年，他获得世界植物分子生物学领域最重要的Kuhmo奖。他曾多次在《细胞》、《科学》、《自然》等世界权威刊物上发表很有影响的学术文章。他领导的实验室所取得的成果处于世界领先水平，其研究成果成为了行业标准。2013年4月30日当选美国科学院新科院士。

生物通推荐原文索引：

Arabidopsis Atypical Kinases ABC1K1 and ABC1K3 Act Oppositely to Cope with Photodamage under Red Light.Molecular Plant. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2015.04.003