北京生科所马力耕实验室最新《Science》文章

　　

生物通报道：2007年3月8日，北京生命科学研究所马力耕博士实验室在科学(SCIENCE)杂志在线(online)发表题为“A G protein-coupled receptor is a plasma membrane receptor for plant hormone abscisic acid”的论文，该论文报道一种G蛋白偶联受体是植物激素脱落酸（Abscisic acid，ABA）的受体，该受体通过与异三聚体G蛋白α亚基直接相互作用传递脱落酸信号并调控脱落酸众多反应。

脱落酸是一种重要的植物激素，它参与调控众多植物生长和发育过程，特别是在植物对逆境，如干旱、盐碱、低温等的反应中发挥重要作用。ABA受体的研究对了解ABA的作用及其机制有非常重要的意义。以前的众多研究结果表明ABA的作用位点在质膜上，而且这种推测的质膜上的ABA受体可能是ABA参与逆境反应的主要参与者。

由G蛋白偶联受体（GPCR）介导的细胞信号转导途径是在真核生物中比较保守的信号转导机制。在动物细胞中GPCR介导的信号途径是重要的信号转导途径，比如动物对视觉、味觉、嗅觉的感知就是通过GPCR介导的信号途径实现的，动物中GPCR和G蛋白的种类也很多，它们参与的信号转导途径和生物学功能也很多。与此相反，高等植物中的GPCR和G蛋白的种类则非常有限，如模式生物拟南芥基因组中只有一种Gα，一种Gβ，2种Gγ和大约20-30种GPCR，而且到目前为止只有一种GPCR被比较详细地研究过，目前植物中还没有找到任何一种GPCR的配基。

该项工作鉴定了一种拟南芥中新的GPCR（GCR2），证实GCR2和Gα共同作用调控已知的ABA的众多反应。ABA可以与GCR2蛋白特异性的结合，而且这种结合符合配基-受体结合特性。研究人员进一步发现ABA与GCR2结合会导致GCR2-Gα蛋白复合体解离，从而释放出Gα使Gα进一步激活下游的效应器，从而证实GCR2是植物激素ABA的受体。该项工作的主要贡献有：1，鉴定确认了ABA的受体；2，明确了ABA的信号转导途径；3，发现了植物体系中的第一对配基-受体对。

该论文的第一作者是刘西岗博士，论文的其他作者还有岳艳玲、聂艳丽、李薇和中国农业大学的李斌和武维华博士。论文的通讯作者是马力耕博士。

该项研究为科技部863和北京市政府资助课题。

马力耕 博士简介

北京生命科学研究所研究员
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教育经历

1994-1997 中国农业大学生物学院生物化学专业读博士
1987-1990 河北师范大学生物学系植物生理学专业读硕士
1983-1987 河北师范大学生物学系读本科

工作经历

2000-2004 耶鲁大学分子、细胞和发育生物学系博士后
1998-2000 河北师范大学教授、博士生导师、分子细胞生物学研究室主任
1990-1994 河北师范大学生物学系助教、讲师

研究概述

该实验室的研究兴趣主要是G蛋白信号转导途径与植物生长发育调控。G蛋白信号转导途径在动物细胞信号转导中发挥重要功能，这个信号转导途径通常包括信号分子（配基）、G蛋白偶联的受体（GPCRs）、异三聚体G蛋白和下游的效应器等。其中GPCRs感受细胞外的信号并把信号传递到细胞内。动物细胞有大约23个Gα，6个Gβ和12 个Gγ，它们GPCR的种类很多，大约5%的动物基因编码GPCRs。而植物细胞中G蛋白和GPCRs的种类比较有限，拟南芥基因组序列完成后根据序列推测拟南芥基因组只编码1个Gα（GPA1），1个Gβ (AGB1)，2个Gγ (AGG1 和 AGG2)和20几个GPCRs，对这些基因的功能了解也非常有限，目前只对其中一种GPCR (GCR1) 的功能有所了解。

马力耕博士实验室首先通过反向遗传学的方法筛选拟南芥GPCRs的突变体，然后通过遗传学、生物化学和功能基因组学的手段进一步研究这些GPCRs的功能、GPCRs与G蛋白的相互作用以及G蛋白信号转导途径其它组分。