邓兴旺组6月连发两篇权威期刊文章

　　

生物通报道：作为全球知名的华人科学家，邓兴旺教授近年来成果颇丰，今年年初他曾与清华大学施一公教授等共同解析了植物拟南芥感受紫外线B波段（280-315nm）的光受体UVR8的晶体结构，并对其感光机理做出了解释。近期他又接连在两大植物学领域顶级刊物：Plant Physiology，以及The Plant Cell杂志上发表文章，报道了COP9信号复合体研究新发现，以及拟南芥PIN磷酸化和生长素调控新机制。

COP9信号复合体（COP9 Signalosome）是细胞内高度保守的多亚基蛋白质复合物，主要定位于真核细胞的细胞核，在结构上与26S蛋白酶体“盖子”亚复合物高度相关。之前研究发现这种进化上保守的蛋白复合物参与了泛素/26S蛋白酶途径的调控，然而关于COP9信号复合体的研究已经进行了20年，其完整的功能至今还并不清楚。

6月，Plant Physiology特别邀请了邓兴旺教授就这一研究领域进行综述介绍，在文章，邓教授等人探讨了CSN结构研究，功能研究的最新进展，并详细介绍了CSN如何在植物光形态建成中扮演调控的角色。

文章指出，CSN最初是作为光诱导发育的抑制因子被发现的，但是之后的研究发现这个复合物参与了多项细胞和发育事件。比如它可以通过消化一种泛素样蛋白：RUB1/Nedd8，负调控cullin-RING型E3泛素连接酶（cullin-RING type E3 ubiquitin ligases ）。除此之外，CSN还能与细胞周期抑制剂CAND1合作，调控CRL的去组装和再组装周期过程。

邓兴旺教授研究组的研究兴趣之一就是植物光形态建成的调控机制，他们曾通过遗传筛选获得了一系列光形态建成的抑制因子COP/DET/FUS。近十年来的研究又表明这些因子在植物体内可以形成三个复合体，其中就有CSN复合体 （另外两个分部是CDD (COP10, DDB1 and DET1)复合体和COP1复合体）。

除此之外，本月邓兴旺教授还与王海洋合作完成了另外一项研究成果——证明同时干扰两个编码拟南芥蛋白磷酸酶6PP6的同源异构基因，会引起磷酸化PIN蛋白的高水平积累，也会影响PIN亚细胞定位的改变。

植物生长素的定向运输依赖于PIN-FORMED生长素蛋白的磷酸化状态，以及极性定位。虽然研究发现PINIOD激酶直接参与了PIN蛋白的磷酸化，但是哪种全酶复合物引起PIN蛋白去磷酸化的，还并不清楚。这项研究解析了这个问题，研究人员证明了PP6型磷酸酶全酶（PP6-Type Phosphatase Holoenzyme，生物通译）在其中扮演的作用。

这项研究表明PP6型磷酸酶全酶能对抗PID，指导生长素运输极性，以及通过直接调控PIN磷酸化，来指导植物生长。

（生物通：张迪）

原文摘要：

The COP9 Signalosome: Its Regulation of Cullin-based E3 Ubiquitin Ligases and Role in Photomorphogenesis

The COP9 signalosome (CSN) is an evolutionarily conserved protein complex that participates in the regulation of the ubiquitin/26S proteasome pathway. CSN was originally identified as a repressor of light-induced development, but has been found to participate in diverse cellular and developmental processes. CSN is a negative regulator of the cullin-RING type E3 ubiquitin ligases by removing RUB1/Nedd8, an ubiquitin-like protein, from the cullin subunit. The ubiquitin-proteasome is the dominant selective protein turnover system in plants with CRLs representing the largest class of E3 ubiquitin ligases. CSN, in conjunction with the cell cycle inhibitor CAND1, work in concert to control CRL disassembly and reassembly cycles. Even though CSN has been studied for twenty years, the complete role and function of CSN remains elusive. In this review, we will discuss an updated view on CSN’s structure, regulation and function, and describe how CSN is a regulator of plant photomorphogenesis.

A PP6-Type Phosphatase Holoenzyme Directly Regulates PIN Phosphorylation and Auxin Efflux in Arabidopsis[C][W]

The directional transport of the phytohormone auxin depends on the phosphorylation status and polar localization of PIN-FORMED (PIN) auxin efflux proteins. While PINIOD (PID) kinase is directly involved in the phosphorylation of PIN proteins, the phosphatase holoenzyme complexes that dephosphorylate PIN proteins remain elusive. Here, we demonstrate that mutations simultaneously disrupting the function of Arabidopsis thaliana FyPP1 (for Phytochrome-associated serine/threonine protein phosphatase1) and FyPP3, two homologous genes encoding the catalytic subunits of protein phosphatase6 (PP6), cause elevated accumulation of phosphorylated PIN proteins, correlating with a basal-to-apical shift in subcellular PIN localization. The changes in PIN polarity result in increased root basipetal auxin transport and severe defects, including shorter roots, fewer lateral roots, defective columella cells, root meristem collapse, abnormal cotyledons (small, cup-shaped, or fused cotyledons), and altered leaf venation. Our molecular, biochemical, and genetic data support the notion that FyPP1/3, SAL (for SAPS DOMAIN-LIKE), and PP2AA proteins (RCN1 [for ROOTS CURL IN NAPHTHYLPHTHALAMIC ACID1] or PP2AA1, PP2AA2, and PP2AA3) physically interact to form a novel PP6-type heterotrimeric holoenzyme complex. We also show that FyPP1/3, SAL, and PP2AA interact with a subset of PIN proteins and that for SAL the strength of the interaction depends on the PIN phosphorylation status. Thus, an Arabidopsis PP6-type phosphatase holoenzyme acts antagonistically with PID to direct auxin transport polarity and plant development by directly regulating PIN phosphorylation.

作者简介：

邓兴旺，博士，教授，博士生导师，现任北京大学-耶鲁大学植物分子遗传及农业生物技术联合中心主任，中组部“****”引进高层次人才，耶鲁大学冠名终身教授（Daniel C. Eaton Professor）。1989年于美国加州大学伯克利分校获得博士学位，1992年开始在美国耶鲁大学建立实验室，为助理教授，1995年成为副教授，2001年成为终身正教授。领导的研究团队在《细胞》、《科学》、《自然》等国际最有影响的刊物上发表200多篇研究论文。2003年成为国际植物分子生物学会Kumho奖的唯一获奖者。2000年起担任北京大学-耶鲁大学植物分子遗传及农业生物技术联合中心主任，2010年入选“****”，工作重心转移到北大。

北京大学邓兴旺课题组以水稻、拟南芥、玉米等为研究对象，主要从事植物光信号转导，杂交优势的分子机制，非编码RNA，全基因组选择技术等领域的研究工作。本课题组目前有教授1人，副研究员4人，博士后、技术员、学生多名，实验室有配套齐全的植物基因组学、分子生物学、生物信息学等相关设备，具有长期的植物基因组学及分子生物学研究经验。