植物活体成像应用：生物钟周期的新机制研究
2022-11-24 来源:本站 点击次数:1506Mol Plant | 中科院植物所王雷研究组揭示蛋白 O-糖基化修饰精细调控生物钟周期的新机制
生物钟是植物体中感知并预测光照和温度等环境因子昼夜周期性变化的精细机制，它通过协调代谢与能量状态以适应环境的昼夜变化，为植物的生长发育提供优势。同时，植物的生物钟周期具有可调节性，其调控过程可以发生在生物钟核心组分从转录到翻译的多个层级上。目前，我们虽然知道O-糖基化修饰是细胞的重要翻译后修饰方式，SPY和SEC是高等植物中能够调节植物生长发育的两种典型O-糖基化酶，但是其是否参与植物生物钟精细调控仍不清楚。
doi: https://doi.org/10.1016/j.molp.2019.12.013
2019年12月，Molecular Plant 杂志在线发表了中国科学院植物研究所植物分子生理学重点实验室王雷研究组完成的题为“Nuclear Localized O-fucosyltransferase SPY Facilitates PRR5 Proteolysis to Finetune the Pace of Arabidopsis Circadian Clock”的研究论文，报道了核定位的岩藻糖基转移酶SPY通过对生物钟核心组分PRR5进行O-岩藻糖基化修饰，进而促进PRR5蛋白水解，从而在翻译后水平对植物生物钟周期进行精细调节的新机制。
SPY精细调节拟南芥生物钟分子机制的简要模型
该研究利用Princeton Instruments公司的Lumazone Plyon 1300B设备进行植物活体发光实验，并结合生物钟表型等生化分析发现，与动物昼夜节律的调节机制不同，核定位的SPY可以通过促进PRR5蛋白水解从而特异性调节拟南芥生物钟进程（不通过SEC发挥作用）。
利用生物发光研究SPY与SEC突变体生物钟表型
利用生物发光研究SPY与PRR5间相互作用
以上结果表明，Princeton Instruments公司的Lumazone系列设备可以直观清晰地检测到目的基因的表达情况，有力地验证SPY对植物生物钟的特异性调节，为翻译后修饰精细调控植物生物钟周期提供了新见解。
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