清华大学Cell子刊揭示植物信号新机制

　　

生物通报道  清华大学的研究人员证实，双功能转录因子AtYY1是拟南芥脱落酸（ABA）反应网络一个新的负调控因子。这一研究发现发布在5月的《Molecular Plant》杂志上。

清华大学的刘进元（Jin-Yuan Liu）教授是这篇论文的通讯作者。其主要科研领域与方向包括：植物应答过氧化氢的分子基础；棉花纤维细胞快速伸长的分子机制；及植物定向蛋白质组学研究。

脱落酸(ABA)是最重要的植物激素之一，它调控了植物的生长和发育，包括种子成熟、休眠和发芽，幼苗生长，叶片衰老，以及对各种环境应激，如干旱、盐度、低温和病原体感染的反应。近年来，研究人员针对植物ABA信号通路开展了深入的研究，并结合遗传学、生物化学和药物学方法鉴别出了大量控制ABA反应的调控因子。但目前尚未完全阐明它们的作用。

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哺乳动物Yin Yang 1 (YY1)是一个广泛表达、进化上保守的Cys2/His2 (C2H2)锌指转录因子，具有不同寻常的能力可以三种方式调控转录：研究证实YY1可在不同的遗传背景下激活、抑制和启动转录。通过一种生物信息学方法，研究人员发现了YY1同系物不仅存在于玉米和拟南芥中，还存在于许多其他植物物种如水稻、烟草、白杨、葡萄、苜蓿和苔藓中。YY1同系物普遍存在于植物中表明其有可能在植物生命过程中起重要作用。

在这项研究中，作者们确定了YY1的拟南芥同系物AtYY1是ABA反应一个新的负调控因子。AtYY1是具有抑制结构域和激活结构域的双功能转录因子。ABA和包括高盐与脱水在内的胁迫条件可以诱导AtYY1表达。yy1突变体比野生型对ABA和NaCl更敏感，而过表达AtYY1的植物则不太敏感。

研究人员还证实AtYY1丧失也促进了ABA诱导的气孔关闭及抗旱性。此外，AtYY1可以结合ABA REPRESSOR1 (ABR1)启动子，直接上调ABR1表达，及负调控ABA和盐反应基因表达。其他的分析结果表明ABA INSENSITIVE4 (ABI4)可能正调控了AtYY1表达，ABR1可以对抗这种调节作用。

研究结果提供了直接的证据证实，AtYY1是ABA反应网络一个新的负调控因子，ABI4-AtYY1-ABR1调控信号通路可能在拟南芥中微调了ABA反应基因表达。

ABA作为一种重要的植物激素，参与调控植物的生长发育、逆境响应。泛素介导的蛋白酶体降解途径，在激素的信号转到过程中起着至关重要的作用。在过去20多年的研究中ABA信号的下游已有较深入的研究，随着ABA受体的发现，ABA的上游信号通路不断被揭示。但是，ABA信号接收以后如何通过内质网将信号传入细胞核中还不是很清楚。2015年1月，中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗实验室揭示了SDIR1/SDIRIP1调控ABA信号通路的机理，并且为研究不同细胞器之间信号转导提供了一些线索，研究结果发表于Plant Cell杂志（谢旗研究组Plant Cell发现脱落酸信号通路新机制 ）。

2015年8月，来自中国农业科学院的水稻分子遗传与育种专家万建民教授领导研究人员发现，SnRK2-APC/CTE调控模块介导了赤霉素和脱落酸信号通路的对抗作用。这一重要的研究发现发布在Nature Communications杂志上（中国农业科学院著名水稻专家Nature子刊发表新成果 ）。

2015年10月，中国农业大学生物学院院长、国家973项目“作物高效抗旱的分子生物学和遗传学基础”首席科学家巩志忠领导研究人员证实，PUB12/13 U-box E3连接酶降解了ABA辅助受体ABI1。这一研究发现发布在Nature Communications杂志上（中国农大首席科学家Nature子刊揭示蛋白降解机制）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

A Dual-Function Transcription Factor, AtYY1, Is a Novel Negative Regulator of the Arabidopsis ABA Response Network

Abscisic acid (ABA) plays crucial roles in plant growth and development, as well as in response to various environmental stresses. To date, many regulatory genes involved in the ABA response network have been identified; however, their roles have remained to be fully elucidated. In this study, we identified AtYY1, an Arabidopsis homolog of the mammalian C2H2 zinc-finger transcription factor Yin Yang 1 (YY1), as a novel negative regulator of the ABA response. AtYY1 is a dual-function transcription factor with both repression and activation domains. The expression of AtYY1 was induced by ABA and stress conditions including high salt and dehydration. The yy1 mutant was more sensitive to ABA and NaCl than the wild-type, while overexpressing AtYY1 plants were less sensitive. AtYY1 loss also enhanced ABA-induced stomatal closing and drought resistance. Moreover, AtYY1 can bind the ABA REPRESSOR1 (ABR1) promoter and directly upregulate ABR1 expression, as well as negatively regulate ABA- and salt-responsive gene expression. Additional analysis indicated that ABA INSENSITIVE4 (ABI4) might positively regulate AtYY1 expression and that ABR1 can antagonize this regulation. Our findings provide direct evidence that AtYY1 is a novel negative regulator of the ABA response network and that the ABI4-AtYY1-ABR1 regulatory pathway may fine-tune ABA-responsive gene expression in Arabidopsis.

作者简介：

刘进元

博士  教授  博导

1992－现在  清华大学　教授
1999－2000  东京大学 访问教授
1994－1995  John Innes Centre 访问教授
1988－1991  北京大学 副教授
1983－1988  东京农工大学 硕士 博士1978－1982  南京农业大学 学士

主要科研领域与方向:
1.   植物应答过氧化氢的分子基础
2.   棉花纤维细胞快速伸长的分子机制
3.   植物定向蛋白质组学研究