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PNAS|生科院张群教授团队在膜脂信号领域取得重要进展

发布时间:2022年12月02日 19:39 | 编辑:李娜 | 作者:张群

2022年12月2日,生科院张群教授团队在PNAS发表了最新研究成果“Mitochondrial GPAT-derived LPA controls auxin-dependent embryonic and postembryonic development”。该成果鉴定了植物溶血磷脂酸(LPA)的关键靶标生长素输出载体蛋白PIN1,明确了其在生长素转运、胚胎发育和植株生长等方面的生物学功能,揭示了磷脂介导的植物生长发育调控的新机制。

LPA是迄今发现的一种最小、结构最简单的磷脂,是真核细胞磷脂生物合成早期阶段的关键性前体。在Kennedy途径中,甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)催化甘油-3-磷酸生成LPA在动物中,LPA是非常重要的第二信使,通过G蛋白偶联受体激活多种细胞信号传导途径,促进细胞增殖分化;同时调节脂肪代谢,清除肝内沉积脂肪。而植物LPA的下游靶标及其调控机制,尚无报道。该文章研究了植物GPAT1/2的产物LPA如何通过调控PIN1的定位转运及活性及来调控胚胎和胚后发育。

1 gpat1 gpat2种子、胚胎及子叶的表型观察

该研究发现拟南芥双突变体gpat1 gpat2的种子及胚胎后期存在严重发育畸形,并且影响到胚后发育,包括子叶畸形、下胚轴缩短变粗及根发育迟滞等。进一步的研究明确了突变体中PIN1分布异常,是导致生长素极性分布改变的根本原因。利用蛋白-脂结合、点突变等研究技术,证实了LPA直接结合PIN1并明确了二者的关键结合位点;利用CHXBFA等抑制剂处理发现LPA参与了PIN1的囊泡运输过程另外在爪蟾卵母细胞异源表达体系中LPA处理能显著提高PIN1的生长素转运能力且该过程依赖于二者的互作。总之本研究从分子细胞和植株等多层面明确了PIN1是植物LPA的关键靶标并揭示了其分子机制及生物学功能

2 GPA1/2参与调控PIN1介导的生长素转运与分布

3 LPA显著提高PIN1转运生长素活性


美高梅mgm1888网站生科院博士生贾倩茹为第一作者,已毕业博士生柏杨为共同第一作者,张群教授为本论文通讯作者。另外生科院研究生徐慧、刘青芸、李文艳、李腾,沈立轲副教授林峰副教授章文华教授和资环学院的宣伟教授也参与了本项研究。本论文得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和中央高校基本业务费等项目的资助。

原文链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2212881119





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