cAMP是生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的第二信使。深圳理工大學(xué)供圖
祁林林2022年在Jiří Friml團隊從事博士后研究期間,曾作為第一作者在《自然》發(fā)文,首次報道了TIR1/AFB受體家族還具有AC活性,可通過催化三磷酸腺苷(ATP)生成cAMP,調(diào)控根系生長抑制和向地性反應(yīng)。不過,當(dāng)時他們對TIR1/AFB的AC活性和E3泛素連接酶活性之間的關(guān)系并不清楚,AC活性的產(chǎn)物cAMP是否確實在生長素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮第二信使的作用也有待證實。
此次,科研團隊通過一系列實驗發(fā)現(xiàn),Aux/IAA具有雙重角色,它既是泛素化降解通路的核心元件,又是AC活性調(diào)控的關(guān)鍵開關(guān)。同時,生長素受體TIR1/AFB的AC活性缺失并不影響Aux/IAA蛋白降解,但會造成生長素誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控受阻,說明Aux/IAA蛋白降解不足以充分介導(dǎo)生長素轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。也就是拆掉“剎車片”并不會必然使植物生長程序啟動。
研究團隊進一步發(fā)現(xiàn),在生長素介導(dǎo)的植物發(fā)育中,生長程序啟動也可以不需要拆掉“剎車片”,只要有cAMP就行。
該研究也首次用遺傳學(xué)證據(jù)證實了cAMP是植物細胞的第二信使,解決了這一歷史性爭議,也為后續(xù)研究開辟了新的理論探索方向。