黃烯教授課題組在Molecular Plant發(fā)表研究論文揭示UV-B光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)新機(jī)制
2020年2月29日，Cell旗下國際權(quán)威植物學(xué)期刊Molecular Plant在線發(fā)表了我院黃烯教授課題組題為“Coordinated Transcriptional Regulation by the UV-B Photoreceptor and Multiple Transcription Factors for Plant UV-B Responses”的研究論文，揭示了植物UV-B光受體調(diào)控UV-B光響應(yīng)基因表達(dá)的新機(jī)制。
紫外光UV-B波段（280-315 nm）是地表接收太陽光的重要組成部分。植物對(duì)UV-B光尤為敏感，能夠根據(jù)UV-B光照的波段、強(qiáng)度與時(shí)長產(chǎn)生不同的響應(yīng)。黃烯課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)了UV-B光受體細(xì)胞核定位的雙源積累途徑（Qian et al., Mol Plant, 2016）和蛋白質(zhì)降解機(jī)器介導(dǎo)UV-B光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制（Ren et al., PNAS, 2019）。但是UV-B光受體UVR8如何參與下游基因表達(dá)調(diào)控尚未全面揭示。
在該研究中，黃烯課題組通過分析細(xì)胞核UVR8特異性調(diào)控的轉(zhuǎn)錄組，發(fā)現(xiàn)UVR8在細(xì)胞核內(nèi)與多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子共同調(diào)控下游基因表達(dá)，例如UVR8主要借由光形態(tài)建成促進(jìn)因子HY5激活光響應(yīng)的基因表達(dá)，同時(shí)主要借由光形態(tài)建成抑制因子PIFs抑制生長素響應(yīng)的基因表達(dá)。進(jìn)一步，作者鑒定到一個(gè)被UV-B光快速激活且依賴于UVR8的新轉(zhuǎn)錄因子MYB13。MYB13基因主要在子葉中表達(dá)，其蛋白能夠結(jié)合在生長素響應(yīng)基因和類黃酮生物合成基因的啟動(dòng)子上并促進(jìn)它們表達(dá)，從而正調(diào)控UV-B光誘導(dǎo)的子葉增大和類黃酮積累。UV-B光誘導(dǎo)UVR8與MYB13發(fā)生相互作用，并差異性地調(diào)節(jié)MYB13對(duì)不同靶基因的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)子葉發(fā)育進(jìn)程和脅迫適應(yīng)的調(diào)控。
綜上所述，該研究提出了細(xì)胞核內(nèi)UV-B光受體UVR8與多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子共同調(diào)控基因表達(dá)的工作模式（圖1），鑒定了UV-B光信號(hào)通路的新轉(zhuǎn)錄因子MYB13，揭示了UVR8與MYB13互作調(diào)控子葉發(fā)育和脅迫適應(yīng)的分子機(jī)制，為光調(diào)控的植物器官特異性發(fā)育模式，以及兼顧生長和防御的分子機(jī)制提供了新見解。
廈門大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士后錢崇禎為該論文的第一作者，黃烯教授為通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金和廈門大學(xué)校長基金的資助。?
圖1. UVR8與多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控UV-B光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的工作模式圖
（生命科學(xué)學(xué)院）
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