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IRONMAN“钢铁侠”与CITF1互作维持植物铜稳态

发布时间:2023-12-04
来源:植物矿质营养研究组

  是植物生长发育所必需的微量元素在植物细胞内参与光合作用、呼吸作用以及许多其他生理生化反应过程。缺会影响植物的正常生长发育,严重时会导致作物的产量下降和品质降低。尽管是植物所必需的元素,但过量的摄入能导致活性氧迸发引起细胞毒害。因此,植物需要维持细胞内的稳态。 

  拟南芥根部铜吸收系统由铜离子还原酶FRO4/5和铜离子转运蛋白COPT2组成。缺铜时,拟南芥通过SPL7激活CITF1表达,后者编码的蛋白进一步激活根部铜吸收基因FRO4/5COPT2的表达。CITF1是铜稳态调控网络中的关键的转录因子,但目前关于CITF1如何在转录后水平上受到调控还鲜有报道 

  IRONMANIMA,钢铁侠)是一类正调控铁稳态的小肽。已有研究表明,IMA不仅可以结合铁离子,而且可以结合铜离子,但IMA是否参与铜稳态还不清楚。中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)植物矿质营养研究组研究发现,8IMA基因的表达受到缺铜抑制表型分析发现,8IMA基因全部缺失的ima8x突变体对缺铜更耐受,而IMA13的过表达则对缺铜更敏感。基因表达分析发现,IMA特异地负调控CITF1的靶基因FRO4/5COPT2。蛋白互作实验证实IMA可以与CITF1蛋白互作。进一步研究表明IMA不仅干扰CITF1与其靶基因启动子DNA结合能力,还抑制CITF1铜吸收基因的转录激活。遗传分析表明,IMA调控铜稳态的功能依赖于CITF1。结果表明,IMA通过与CITF1互作,一方面干扰CITF1DNA结合能力,另一方面抑制CITF1对铜吸收基因的转录,从而负调控铜稳态。解析了IMA调控铜稳态的分子机制,发现了小肽分子调控转录因子的新模式同时也铜稳态信号调控机制提供了新见解。 

  相关研究成果以IRON MAN interacts with Cu-DEFICIENCY INDUCED TRANSCRIPTION FACTOR 1 to maintain copper homeostasis为题发表在国际植物科学著名期刊 New Phytologist版纳植物园植物矿质营养研究组梁岗研究员为该论文的通讯作者,博士后蔡月荣为论文第一作者副研究员李扬博士后李晨阳、博士研究生赵俊惠和平华茜参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金、国家博士后面上项目、云南省博士后项目和云南省应用基础研究计划的支持。 

   

  钢铁侠”IMACITF1互作维持稳态的工作模型 

本文作者:蔡月荣、梁岗

责任编辑:张维静
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