独脚金内酯信号途径的新发现——抑制子也是转录因子

植物激素信号传导途径中的抑制子(repressor) DELLA、AUX/IAA、JAZ和D53/SMXL均结合下游转录因子并抑制其转录活性,从而阻遏激素响应基因的表达;激素分子则激活信号传导链降解抑制子、释放转录因子,从而诱导响应基因表达并介导相应的生物学功能。中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋研究团队最新的研究发现,独脚金内酯(SL)信号途径中的SMXL6、SMXL7和SMXL8是具有抑制子和转录因子双重功能的新型抑制子,他们还通过研究SL转录调控网络发现了大量新的SL响应基因,揭示了SL调控植物分枝、叶片伸长和花色素苷积累的分子机制。这些重要发现为探索植物激素作用机理提供了新思路,具有重要科学意义和应用前景。     

生物传感检测独脚金内酯的研究与展望

独脚金内酯(strigolactones,SLs)是一类重要的植物激素和根际信号分子,在植物生长发育、根际真菌共生和寄生植物种子萌发等过程中都有重要作用.进一步探究SL的合成、运输和感知机制、调控植物生长发育的机理、与其他植物激素的交互作用及其类似物鉴定等,都需要定量检测方法学的辅助.目前,灵敏且高特异性的SL定量分析...     

独脚金内酯调控侧枝发育的研究进展

植物通过内源激素或环境信号调控叶腋内腋芽的形成和发育,从而控制其分枝特性。独脚金内酯(strigolactones,SLs),一种产生于植物根部的类胡萝卜素衍生物,具有刺激寄生植物种子的萌发和促进丛枝菌根真菌菌丝分枝的作用,最近的研究表明,它还可以沿茎干向上运输,与生长素和细胞分裂素一起直接或间接抑制植物分枝,目前已经作为一种新的植物激素受到广泛认可。本文综述了独脚金内酯的结构、合成途径和生物活性,以及调控植物分枝的分子机理,并展望了其在抑制杂草或新型除草剂的研发、促进植物和有益真菌的共生,以及调控作物的分枝和株型等方面的应用前景。     

独脚金内酯调控植物根系发育的分子机制研究的进展

独脚金内酯(strigolactones,SLs)是近年来发现的新型植物激素,参与调控植物生长发育过程,SLs在调控根系形态方面具有重要的作用。该文重点综述了SLs对植物主根、侧根、根毛及不定根的调节,特别是SLs与其他信号分子如生长素、乙烯、NO等的相互作用,以及SLs在氮磷胁迫条件下对根系调控的研究进展,为进一步深入了解SLs对植物生长和发育的调节奠定基础。     

真核转录抑制因子调控机制的研究进展

转录调控是分子生物学领域的研究热点,其中转录抑制因子通过与特异蛋白因子或染色体部位结合来阻碍基因的活化,对转录进行负调控。按照作用距离或抑制作用的直接与间接性来划分其调控机制,是过去比较主流的分类标准。但人们逐渐发现,许多转录抑制因子很难用这种标准进行确切的分类,于是又提出了一种新的、更加科学的分类方法：按照抑制作用是通过与基本转录复合物直接结合来发挥作用,通过转录激活因子间的相互作用来实现,还是通过改变染色体结构来完成,将转录抑制因子分为三类。     

植物转录抑制子的结构特征及其作用机理

转录因子依转录调控能力可分为激活子和抑制子。植物转录抑制蛋白的分类依据很多,从作用方式上可分为主动抑制子和被动抑制子两大类：根据与DNA结合的方式则可分为锌指类、MYB类、AP2／EREBP类、bHLH类和bZlP类等。植物主动抑制子通过其含有的抑制域对转录直接起抑制作用。抑制域又可分很多类,但多数为含有类似EAR基序的保守性基序,其上具有几个保守性亮氨酸残基。植物转录抑制子主要通过对激活子或基本转录复合物产生作用及改变染色体结构3种方式来抑制目标基因的转录。有关植物转录抑制子的研究虽很欠缺,但以拟南芥SUPERMAN等抑制子的EAR基序为代表的研究表明,抑制域是阐明植物转录抑制子功能和下游基因表达调控机理的核心对象,而融合抑制子沉默技术（CRES-T）也为人为调控基因沉默带来了新的技术手段。     

植物转录抑制子的结构特征及其作用机理

转录因子依转录调控能力可分为激活子和抑制子。植物 转录抑制蛋白的分类依据很多, 从作用方式上可分为主动抑制子和被动抑制子两大类; 根据与DNA结合的方式则可分为锌指类、MYB类、AP2/EREBP类、bHLH类和bZIP类等。植物主动抑制子通过其含有的抑制域对转录直接起抑制作用。抑制域又可分很多类, 但多数为含有类似EAR基序的保守性基序, 其上具有几个保守性亮氨酸残基。植物转录抑制子主要通过对激活子或基本转录复合物产生作用及改变染色体结构3种方式来抑制目标基因的转录。有关植物转录抑制子的研究虽很欠缺, 但以拟南芥SUPERMAN等抑制子的EAR基序为代表的研究表明, 抑制域是阐明植物转录抑制子功能和下游基因表达调控机理的核心对象, 而融合抑制子沉默技术(CRES-T)也为人为调控基因沉默带来了新的技术手段。     

独脚金内酯调控植物侧枝发育的分子机制及其与生长素交互作用的研究进展

对独脚金内酯（strigolactones,SLs）调控植物侧枝发育的分子机制及其与生长素相互作用的相关研究结果进行了总结和归纳,在此基础上提出今后的重点研究方向。相关的研究结果显示：在拟南芥[Arabidops~thaliana（Linn．）Heynh．]、豌豆（Pisum sativum Linn．）和水稻（Oryza sativa Linn．）等植物多枝突变体中SLs作为可转导信号参与侧枝发育的分子调控,从这些植物中已克隆获得参与SLs生物合成及信号应答途径的一些基因。作为一种植物激素,SLs在侧枝发育调控网络中与生长素相互作用;腋芽发育与其中生长素的输出密切相关,SLs通过调控芽中生长素的输出间接抑制腋芽发育和侧枝生长,而生长素则在SLs生物合成中起调节作用。     

独脚金内酯类似物GR24对山定子幼苗低氮胁迫的缓解作用

研究叶面喷施不同浓度独脚金内酯类似物GR24(0、1、5、10、20μmol·L^-1)对低氮胁迫下山定子幼苗叶片光合生理特性及根系活性氧代谢和氮同化的影响,以期探索应用GR24缓解山定子幼苗低氮胁迫的适宜方法。结果表明：低氮胁迫下山定子幼苗地上部生物量显著降低,根冠比升高;叶片中叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量升高,光合活性降低;根系中超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性变化不显著,但过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性及可溶性糖、游离脯氨酸和活性氧含量显著升高,可溶性蛋白含量显著降低;根系中硝酸根离子含量降低,铵根离子含量升高,硝酸还原酶和谷氨酸合成酶活性均降低。与不喷施GR24相比,低氮胁迫和正常供氮条件下叶面喷施10和20μmol·L^-1 GR24处理都不同程度增加了山定子幼苗生物量和根冠比,提高了叶绿素含量,增强了净光合速率、蒸腾速率和气孔导度等光合参数,改善了PSⅡ最大光化学效率和单位面积电子传递量子产额等荧光特性,增加了根系渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸)含量,增强了根系谷氨酰胺合成酶活性;低氮胁迫下叶面喷施10和20μmo...     

肿瘤抑制因子CYLD的调控途径

CYLD（cylindromatosis）是近年发现的一种肿瘤抑制基因,CYLD丢失或突变可致肿瘤形成,多个研究显示,其表达蛋白CYLD可去泛素化TRAFs、NEMO及Bcl-3而抑制NF—κB、JNK等信号途径的激活,这二种途径在肿瘤的形成及发展中有着重要的促进作用,因此,CYLD是人体内一个重要的肿瘤抑制因子。同时CYLD也受NF—κB及IKKγ的反馈调控,这种相互调控对维持体内多种反应的平衡有着重要的作用。     

The 50th anniversary of the publication of the operon theory in the Journal of Molecular Biology: past, present and future

A series of eight review articles that appear in the present issue of the Journal of Molecular Biology celebrates the 50th anniversary for the landmark publication of François Jacob and Jacques Monod entitled “Genetic Regulatory Mechanisms in the Synthesis of Proteins”. In this publication, the authors presented a model for the regulation of gene expression deduced from genetic and biochemical studies. They proposed that a new class of genes, regulatory genes, would code for repressors that bind to operator sequences upstream of operons consisting of a group of catabolic or biosynthetic genes with related functions. Binding is controlled by small metabolites, substrates or end products. The repressors control the transmission of information from genes to mRNA that is translated into proteins. The present review articles demonstrate how this publication influenced our thinking and how it stimulated the studies on the regulation of gene expression all the way to present day epigenetics and systems biology.     

VsENBP1 regulates the expression of the early nodulin PsENOD12B

A DNA-binding protein, VsENBP1, previously isolated from Vicia sativa was shown to bind in a sequence-specific manner to the early nodulin ENOD12 gene promoter from Pisum sativum. Here, the functional importance of the VsENBP1 binding sites on the PsENOD12B promoter has been studied in vivo. A promoter-gusA fusion in which a mutation was introduced at the putative target sequence, AATAA, was inactive in nodules of transgenic Vicia hirsuta roots. Gel retardation assays showed that VsENBP1 does not bind to the mutated promoter segment, suggesting that VsENBP1 activates the PsENOD12B expression in nodules through its interaction with its target sequence. In the presence of the 35S enhancer, an ENOD12 promoter-GUS construct gave expression in root vascular tissue in addition to the root nodules. Overexpression of Vsenbp1 in transgenic V. hirsuta roots reduced the leaky expression in root vascular tissue in contrast to nodules in which a small increase in GUS expression was observed. The results indicate that VsENBP1 acts as a repressor of ENOD12 expression in root tissue.     

New Insight into the Structure and Regulation of the Plant Vacuolar H+-ATPase

Plant cells are characterized by a highly active secretory system that includes the large central vacuole found in most differentiated tissues. The plant vacuolar H⁺-ATPase plays an essential role in maintaining the ionic and metabolic gradients across endomembranes, in activating transport processes and vesicle dynamics, and, hence, is indispensable for plant growth, development, and adaptation to changing environmental conditions. The review summarizes recent advances in elucidating the structure, subunit composition, localization, and regulation of plant V-ATPase. Emerging knowledge on subunit isogenes from Arabidopsis and rice genomic sequences as well as from Mesembryanthemum illustrates another level of complexity, the regulation of isogene expression and function of subunit isoforms. To this end, the review attempts to define directions of future research on plant V-ATPase.