网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

上海交通大学王旭课题组揭示茉莉酸介导线粒体逆向信号的分子机制

0
分享至


责编 | 王一

线粒体是细胞中物质和能量代谢的枢纽,呼吸作用分解的有机物为生物体生长提供了碳骨架,且生命活动所需的能量大部分来自线粒体。线粒体蛋白翻译抑制会引发一种调节细胞核基因进而维持线粒体内蛋白的正常组装和功能的保护性转录反应,称为线粒体未折叠蛋白反应(UPRmt)。虽然 UPRmt 在酵母和哺乳动物中得到了广泛研究,但人们对植物UPRmt 却知之甚少。

茉莉酸(Jasmonic acid,JA)是广泛存在于高等植物体内一类脂肪酸的衍生物,不仅参与调控植物生长发育,还在植物对咀嚼式昆虫和死体营养型病原菌的抗性反应中起重要作用。前期研究发现JA响应线粒体蛋白翻译胁迫(Wang and Auwerx, 2017)。然而,JA参与线粒体翻译胁迫的分子机制尚不明确。

近日,上海交通大学王旭课题组在Plant Communications杂志上发表了题为Jasmonic acid plays an important role in mediating retrograde signaling under mitochondrial translational stress to balance plant growth and defense的研究论文(Li et al., 2024)。该研究揭示了JA介导线粒体翻译胁迫下的逆向信号依赖于COI1-MYC2-ERF109模块,发现了线粒体翻译胁迫通过激活JA信号通路平衡植物生长和抗性。这些发现丰富了线粒体逆向信号与植物激素互作网络,为进一步揭示线粒体如何帮助植物适应各种环境逆境提供线索。


该研究首先通过转录组、蛋白免疫印迹以及BN-PAGE技术证实了多西环素(Doxycycline,Dox)是植物线粒体蛋白特异性的翻译抑制剂。为了探究JA信号是否响应线粒体翻译胁迫,该研究利用Jas9-Venus、pCOI1:COI1-Venus以及AOSpro:GUS遗传材料证明了线粒体翻译胁迫诱导植物JA信号。进一步分析表明,线粒体翻译胁迫通过JA信号抑制植物生长。JA受体COI1是Dox介导根分生组织和主根伸长抑制所必需的。并且线粒体核糖体蛋白L1(MRPL1)以COI1依赖方式调节主根的伸长和花青素的积累。此外,JA信号中的核心转录因子MYC2/MYC3/MYC4也参与线粒体翻译胁迫对植物生长的抑制。

该研究通过转录组分析筛选到AP2/ERF家族转录因子ERF109参与线粒体翻译胁迫。进一步分析ERF109的启动子发现其含有MYC2识别并结合的保守顺式作用元件G-box。染色质免疫沉淀(Chip-qPCR)、酵母单杂交(Y1H)和双荧光素酶报告基因检测(Dual-LUC)实验结果验证了MYC2结合并激活ERF109,然而JA信号转录抑制子JAZ1蛋白抑制MYC2对ERF109的激活作用。此外,该研究还发现H2O2参与线粒体翻译胁迫对植物生长的抑制,H2O2含量的升高激活ERF109表达,ERF109又可以正反馈激活H2O2的产生从而正向调控线粒体逆向信号。

最后,该研究发现MRPL1的突变通过JA抑制植物生长,同时增强了植物对甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)和灰霉菌(Botrytis cinerea)的抗性。这些结果表明线粒体翻译胁迫通过JA信号平衡植物生长和抗性。


图1. JA信号参与线粒体翻译胁迫调控的工作模型

上海交通大学农业与生物学院博士生李嘉豪为该论文第一作者,王旭副教授为该论文通讯作者,博士后王玉东,专职科研禹国龙,博士生王昕园郭超程参与了该项工作。该研究得到了国家自然科学基金,上海市科委以及上海市现代种业协同创新中心的资助。

参考文献:

Wang X, Auwerx J. Systems phytohormone responses to mitochondrial proteotoxic stress. Mol Cell. 2017 Nov 2;68(3):540-551.e5.

Li J, Yu G, Wang X, Guo C, Wang Y, Wang X. Jasmonic acid plays an important role in mediating retrograde signaling under mitochondrial translational stress to balance plant growth and defense. Plant Commun. 2024 Sep 13:101133. doi: 10.1016/j.xplc.2024.101133. Epub ahead of print. PMID: 39277791.

论文链接:

https://www.cell.com/plant-communications/fulltext/S2590-3462(24)00529-7

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
连拿12分杀死比赛!库里超神一战:创2大纪录,全场起立欢呼

连拿12分杀死比赛!库里超神一战:创2大纪录,全场起立欢呼

体坛小李
2024-11-13 14:12:55
热搜第一!李子柒身份证已改名,名下公司法定代表人由“李佳佳”变更为“李子柒”

热搜第一!李子柒身份证已改名,名下公司法定代表人由“李佳佳”变更为“李子柒”

极目新闻
2024-11-13 14:57:38
志愿军松骨峰血战背后:团长范天恩私自率部赶入战场,却永入史册

志愿军松骨峰血战背后:团长范天恩私自率部赶入战场,却永入史册

李满
2023-10-09 08:53:33
为何珠海航展“机器狼”出现,蛙声一片的台岛瞬间鸦雀无声?

为何珠海航展“机器狼”出现,蛙声一片的台岛瞬间鸦雀无声?

鹰视狼顾之天下
2024-11-13 01:03:00
川普拟任的白宫安全顾问表态,将继续支持乌克兰

川普拟任的白宫安全顾问表态,将继续支持乌克兰

近距离
2024-11-12 14:54:30
已立案!上海一小区居民目瞪口呆!持续20多年,如今变本加厉…

已立案!上海一小区居民目瞪口呆!持续20多年,如今变本加厉…

北青网-北京青年报
2024-11-12 13:20:24
小学老师吼爆热搜:这英语教材一出,50%的乡镇学生就被淘汰了!

小学老师吼爆热搜:这英语教材一出,50%的乡镇学生就被淘汰了!

媒体人溪婉
2024-11-11 15:10:30
走后4年后,如今再看丁真简直判若两人,事实证明不进内娱是对的

走后4年后,如今再看丁真简直判若两人,事实证明不进内娱是对的

星光历史
2024-11-12 14:52:32
1959年周总理曾下令,人民大会堂服务员四年一换,绝不录用北京人

1959年周总理曾下令,人民大会堂服务员四年一换,绝不录用北京人

冬日人物记
2024-11-13 11:53:01
巨大争议!樊振东马龙陈梦退出总决赛,2天前还在名单,评论炸了

巨大争议!樊振东马龙陈梦退出总决赛,2天前还在名单,评论炸了

草根体育
2024-11-13 16:20:59
李可:扬科维奇个人决定把我从国家队雪藏,足协也表示了支持

李可:扬科维奇个人决定把我从国家队雪藏,足协也表示了支持

懂球帝
2024-11-13 11:23:30
就在今天,36岁库里找回状态,创造77年NBA绝无仅有的纪录

就在今天,36岁库里找回状态,创造77年NBA绝无仅有的纪录

大西体育
2024-11-13 15:13:40
当办案民警拒不执行生效判决

当办案民警拒不执行生效判决

天下说法
2024-11-12 19:20:51
再动一下就灭以色列?美国这回难做了!内塔尼亚胡惹到不该惹的人

再动一下就灭以色列?美国这回难做了!内塔尼亚胡惹到不该惹的人

创战纪
2024-11-11 18:42:24
CBA又出现荒唐一幕!男篮名宿退役球衣:却不知道哪队给他退?

CBA又出现荒唐一幕!男篮名宿退役球衣:却不知道哪队给他退?

篮球快餐车
2024-11-13 02:22:01
有人说法治社会不允许伤害法官,我认为更不允许伤害普通人!

有人说法治社会不允许伤害法官,我认为更不允许伤害普通人!

逍遥论经
2024-11-11 19:02:37
李玟墓地被曝杂草丛生 粉丝要求恢复原貌

李玟墓地被曝杂草丛生 粉丝要求恢复原貌

大象新闻
2024-11-13 09:11:03
郑钦文休假不休息 赞助商也要拼顶级 将冲击WTA年度最受欢迎球员奖项

郑钦文休假不休息 赞助商也要拼顶级 将冲击WTA年度最受欢迎球员奖项

北青网-北京青年报
2024-11-13 14:44:07
库里37+6+9,末节连得12分定乾坤!克莱6记三分,勇士险胜独行侠

库里37+6+9,末节连得12分定乾坤!克莱6记三分,勇士险胜独行侠

钉钉陌上花开
2024-11-13 13:44:26
发现妻子出轨第五天,我麻利做完财产分割,微笑祝福他俩白头偕老

发现妻子出轨第五天,我麻利做完财产分割,微笑祝福他俩白头偕老

晴晴给你讲故事
2024-10-31 16:18:07
2024-11-13 17:50:44
BioArt植物
BioArt植物
植物科学领域最新研究进展
8115文章数 8648关注度
往期回顾 全部

科技要闻

孙正义首次透露!曾三次尝试买下英伟达

头条要闻

巨蟒峰被打入26枚岩钉损失超1190万 3名攀岩者均获刑

头条要闻

巨蟒峰被打入26枚岩钉损失超1190万 3名攀岩者均获刑

体育要闻

NBA球星越来越脆了,是错觉吗?

娱乐要闻

李子柒全面复出!还有大动作待宣布

财经要闻

严介和家族还不上数十万元小账单?

汽车要闻

广汽传祺S7领衔 广汽集团自主新车阵容发布

态度原创

本地
旅游
艺术
健康
公开课

本地新闻

一夜之间,到底多少人在寻找邪恶熏鸡?

旅游要闻

发现宫门、供排水设施等遗迹 圆明园考古新发现

艺术要闻

故宫珍藏的墨迹《十七帖》,比拓本更精良,这才是地道的魏晋写法

花18万治疗阿尔茨海默病,值不值?

公开课

AI如何揭开大自然和宇宙的奥秘

无障碍浏览 进入关怀版