Science解决重要生物学问题

　　

生物通报道：无机磷是细胞膜、DNA和蛋白质的基本组分，也是ATP的主要成分。为了维持正常功能，真核细胞需要保证自己拥有足够的磷酸盐，它们为此演化出了一整套转运和储存体系。那么，细胞如何判断自己要吸收多少磷酸盐呢？

日内瓦大学（UNIGE）和洛桑大学（UNIL）的研究人员在本期Science杂志上发表文章解决了这个问题。他们在文章中指出，蛋白结构域SPX会通过一种信号分子，把磷酸盐状态告知细胞。这项研究进一步揭示了生物维持磷酸盐内稳态的具体机制。人们可以在此基础上开发能够高效利用磷酸盐的作物。

研究人员深入解析了SPX结构域的晶体结构。研究显示，SPX结构域为信号分子InsP提供了结合表面。InsP只有在结合SPX结构域的时候才能与其他蛋白质互作，由此调控涉及磷酸盐内稳态的多种细胞过程。

“InsP浓度会随着磷酸盐的可用性改变。磷酸盐充足的细胞InsP水平高，磷酸盐稀少的细胞InsP比较少，”UNIL的Ruta Gerasimaite解释道。“缺乏磷酸盐的植物启动特异性转录因子，激活磷酸盐转运蛋白的表达。植物补充足够的磷酸盐之后，填充了InsP的SPX结构域会结合并失活这些转录因子，使植物停止从土壤中吸收磷酸盐，”UNIGE的Rebekka Wild指出。

对于植物来说，感知内部和外部的营养物质水平，是重编程转录组对环境变动进行适应的基础。磷酸盐（Pi）是植物生长的主要营养物质。由于土壤里可用的磷比较少，植物的磷饥饿信号传导受到了广泛的关注。浙江大学的研究团队在美国国家科学院院刊上发表文章，解析了水稻感知细胞内磷水平，调节核心调节子的重要机制。领导这项研究的是浙江大学生科院的毛传澡副教授，和之前因车祸去世的浙大副校长吴平教授。（更多详细信息参见：PNAS发表已故浙大副校长吴平教授的研究成果）

长期以来，科学家们认为，免疫系统的唯一作用是区分敌友，并抵御病原体。事实上，在植物中它更像是一个微生物管理系统，当需要时也涉及调节植物的有益微生物。最近，来自德国马克斯普朗克植物育种研究所的研究人员与其他实验室，在模式植物拟南芥和真菌炭疽菌之间发现了这种关系。相关研究结果发表在最近的《Cell》杂志。（更多详细信息参见：植物学大牛Cell发表最新成果 ）

Cell旗下《Molecular Plant》杂志此前推出特别增刊Spotligh on China，重点介绍了近年来中国植物科学家们取得的重要研究进展，包括一些去除水稻有毒物质（砷）的新技术，植物应对干旱和高盐的基础研究，以及一些有前景基因组研究。这份刊物还介绍了活跃在植物科学研究前沿的中国科学家，以及以上海交通大学生命技术学院为代表的研究机构。（更多详细信息参见：Cell：聚焦中国植物科学研究）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Control of eukaryotic phosphate homeostasis by inositol polyphosphate sensor domains