遺傳發育所在脫落酸受體調控研究中取得進展

　　脫落酸（Abscisic acid，ABA）作為主要的植物激素之一，參與植物生長發育、各種生物和非生物脅迫應對過程。在不良環境脅迫下，植物細胞中ABA含量的增多，是植物感受和應對外界環境的信號。因此，通過對ABA信號轉導通路分子機理的探索和研究，有望發掘相關功能基因，培育抗旱耐鹽等優良性狀的作物。中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員謝旗研究組和西班牙Pedro L. Rodriguez實驗室前期的研究工作分別發現，參與內膜運輸途徑的ESCRTs（Endosome Sorting Complex Required for Transports）復合體組分VPS23A和FYVE1/FREE1，通過識別ABA受體PYL4，介導ABA受體進入內膜運輸途徑，從而進入液泡中進行降解，影響ABA受體的定位和蛋白穩定性（Belda-Palazon et al., 2016; Yu et al., 2016）。在VPS23A參與調控ABA信號途徑的研究過程中，研究團隊發現ABA處理也影響VPS23A的穩定性，從而啟動植物ESCRT復合體組分蛋白穩定性領域的研究。

　　謝旗研究組發現VPS23A可通過26S蛋白酶體途徑降解，并被K48位連接的泛素鏈修飾。K48位連接的泛素鏈修飾往往導致被修飾蛋白進入26S蛋白酶體途徑進行降解。通過IP/LC-MS-MS的方法，鑒定到與VPS23A互作的候選蛋白XBAT35。XBAT35是一個RING類型的E3泛素連接酶，能夠與VPS23A相互作用。xbat35突變體在子葉變綠和根長生長方面表現出對ABA不敏感的表型，且在干旱處理下，植株存活率下降；這與vps23a突變體的表型相反，暗示XBAT35作為一個E3泛素連接酶可能通過泛素化修飾而負調控VPS23A蛋白穩定性。生化實驗證明，XBAT35能夠促進VPS23A蛋白的降解，并可直接介導VPS23A的K48連接的泛素鏈修飾。因此，VPS23A是XBAT35的一個降解型泛素底物蛋白。進一步實驗表明，ABA促進XBAT35對VPS23A的降解作用，從而釋放VPS23A對PYL4蛋白的抑制作用，幫助植物激活ABA信號通路以應對外界環境脅迫。該研究進一步闡明ESCRT復合體在ABA信號接收中的響應和調控機制，并揭示植物中兩條主要的蛋白降解途徑，包括ESCRT復合體參與的內膜運輸降解途徑和泛素蛋白酶體降解途徑，如何通過影響ABA受體的蛋白水平而精細調節ABA信號的激活和去激活的分子機理。

　　相關研究成果發表在Molecular Plant（DOI:10.1016/j.molp.2020.09.008）上，謝旗研究組助理研究員于菲菲和博士生曹孝強為論文的共同第一作者，謝旗和于菲菲為論文的共同通訊作者。研究工作得到國家重點研發計劃項目和國家自然科學基金委項目的資助。