李传友小组发现植物激素“核受体”作用机理

激素调节植物生长发育的各个方面以及对环境的适应性。传统上，植物激素受体位于细胞膜上。最近的研究表明，茉莉酸和生长素等激素的受体位于细胞核内，类似于动物激素的“核受体”，但对植物激素“核受体”的生理意义和作用机制知之甚少。

茉莉酸是一种来自不饱和脂肪酸的植物激素，调节植物的免疫反应和适应性生长。在对害虫侵袭或其他应激刺激的反应中，活性茉莉酸被其“核受体”COI1识别，释放核心转录因子MYC2的活性，从而激活茉莉酸反应基因在整个基因组中的表达。

中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友课题组的研究表明，在茉莉酸信号转导中，植物转录介体MED25亚基通过与“核受体”COI1的直接相互作用，在茉莉酸受体蛋白、核糖核酸聚合酶II和染色质之间建立了一个沟通的“桥梁”。

研究发现，MED25通过在“静止”状态下的直接相互作用，将COI1募集到核心转录因子MYC2的靶基因的启动子区。当活性茉莉酸的浓度增加时，MED25促进转录抑制剂JAZ蛋白的COI1依赖性降解。无论处于静止状态还是激活状态，MED25的作用都有利于MYC2对茉莉酸反应基因的转录调控。这表明茉莉酸信号的识别实际上发生在MYC2的靶启动子区。

进一步的研究发现MED25还与组蛋白乙酰转移酶1(HAC1)相互作用。MED 25和组蛋白乙酰转移酶1(C1)之间的相互作用可以选择性地调节MYC2靶启动子H3K9的乙酰化，从而促进茉莉酸应答基因的转录表达。

研究表明，介体复合物的相同亚单位可以将参与茉莉酸信号通路的遗传因子(受体蛋白COI1和核心转录因子MYC2)和表观遗传因子(HAC1)整合到协同转录调节过程中。

上述信号转导机制可能适用于受体位于细胞核中的其他植物激素(如生长素)。该研究发现了茉莉酸“核受体”的机制，并揭示了尽管植物激素“核受体”的作用机制与动物明显不同，但它们在与介体亚单位相互作用和调节激素反应基因表达方面高度保守。

这项研究发表在PNAS杂志的网上。这项研究工作得到了科技部重大研究计划、中国科学院战略试点项目和国家自然科学基金的支持。(高雅丽)

《中国科学报》(第五版《创新周刊》，2017年10月16日)