作者:郑金武 来源:中国科学报 发布时间:2020/6/16 11:58:22
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研究发现鞘脂生物合成调控基因

 

广西大学和内布拉斯加-林肯大学联合团队最新的一项研究显示,经过基因编辑的拟南芥类粘蛋白(ORMs)突变体,使拟南芥鞘脂生物合成不受调控,并导致种子不能存活,含油量显著降低,证明类粘蛋白调控鞘脂的生物合成。相关成果近日发表在《植物细胞》杂志。

鞘脂是真核生物中必需的、丰富的内膜和质膜脂类,它们有助于膜功能、囊泡转运和细胞过程的调节。

类粘蛋白与丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)相互作用,负调控鞘脂生物合成,这是一个可逆的过程,对平衡细胞内生长和程序性细胞死亡所需的鞘脂水平至关重要。

在该研究中,联合团队证明类粘蛋白1和类粘蛋白2是拟南芥生命周期完成的必要条件。联合团队通过交叉CRISPR/Cas9基因敲除得到的类粘蛋白1和类粘蛋白2突变体,含有这些突变体的拟南芥种子中,积累了大量神经酰胺,在此情况下,拟南芥鞘脂生物合成不受调控。

联合团队还发现,经过上述基因敲除的种子生长也不稳定,胚胎发育异常,与野生型种子相比,含油量降低了80%。

联合团队鉴定了类粘蛋白1的一个突变体,并对其进行了深入研究,发现在保留其膜拓扑结构的第二跨膜结构域附近缺少一个氨基酸(Met51)。在类粘蛋白2背景下表达该等位基因,可产生不超过苗期的植株、过度积累的神经酰胺、细胞器结构改变、衰老和发病相关基因表达增加。

此外,这些幼苗还显示了鞘脂分解代谢酶基因的上调表达。联合团队认为,类粘蛋白或许也是维持鞘脂稳态的机制之一。

在酵母(酿酒酵母)模型中,联合团队发现,缺少氨基酸Met51的类粘蛋白1在与长链基(LCB1)的相互作用严重受损,这为理解类粘蛋白与丝氨酸棕榈酰转移酶之间的调控相互作用提供了结构线索。

相关论文信息:DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.20.00015

 
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