植物活體成像應(yīng)用：生物鐘周期的新機(jī)制研究
生物鐘是植物體中感知并預(yù)測光照和溫度等環(huán)境因子晝夜周期性變化的精細(xì)機(jī)制，它通過協(xié)調(diào)代謝與能量狀態(tài)以適應(yīng)環(huán)境的晝夜變化，為植物的生長發(fā)育提供優(yōu)勢。同時，植物的生物鐘周期具有可調(diào)節(jié)性，其調(diào)控過程可以發(fā)生在生物鐘核心組分從轉(zhuǎn)錄到翻譯的多個層級上。目前，我們雖然知道O-糖基化修飾是細(xì)胞的重要翻譯后修飾方式，SPY和SEC是高等植物中能夠調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的兩種典型O-糖基化酶，但是其是否參與植物生物鐘精細(xì)調(diào)控仍不清楚。
doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.12.013
2019年12月，Molecular Plant 雜志在線發(fā)表了中國科學(xué)院植物研究所植物分子生理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王雷研究組完成的題為“Nuclear Localized O-fucosyltransferase SPY Facilitates PRR5 Proteolysis to Finetune the Pace of Arabidopsis Circadian Clock”的研究論文，報道了核定位的巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶SPY通過對生物鐘核心組分PRR5進(jìn)行O-巖藻糖基化修飾，進(jìn)而促進(jìn)PRR5蛋白水解，從而在翻譯后水平對植物生物鐘周期進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)的新機(jī)制。
SPY精細(xì)調(diào)節(jié)擬南芥生物鐘分子機(jī)制的簡要模型
該研究利用Princeton Instruments公司的Lumazone Plyon 1300B設(shè)備進(jìn)行植物活體發(fā)光實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合生物鐘表型等生化分析發(fā)現(xiàn)，與動物晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié)機(jī)制不同，核定位的SPY可以通過促進(jìn)PRR5蛋白水解從而特異性調(diào)節(jié)擬南芥生物鐘進(jìn)程（不通過SEC發(fā)揮作用）。
以上結(jié)果表明，Princeton Instruments公司的Lumazone系列設(shè)備可以直觀清晰地檢測到目的基因的表達(dá)情況，有力地驗(yàn)證SPY對植物生物鐘的特異性調(diào)節(jié)，為翻譯后修飾精細(xì)調(diào)控植物生物鐘周期提供了新見解。
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