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上海药物所合作揭开植物防御功能的奥秘

上海药物所合作揭开植物防御功能的奥秘
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  来自中国科学院上海药物研究所-温安洛研究所联合实验室的徐华强研究组与美国密歇根州立大学教授何胜阳研究组合作,共同解析了植物防御功能的关键信号通路——茉莉酮酸酯激素信号通路关键蛋白幸运飞艇复合体的晶体结构,在植物防御功能领域取得重要突破。研究成果于810日在线发表于Nature杂志。

  据世界粮农组织报道,由于外界环境因素的影响,作物在生长过程中的损失高达世界粮食总量的1/3。随着全球人口的增长和植物病原体和害虫的威胁加剧,人们对理解植物如何防护自身并抵御外界环境威胁的愿望比以往更加迫切。同时,由于全球50%的人类疾病与营养不良密切相关,因此,人们对植物防御功能的认识更与人类健康息息相关。

  在过去的十年间,科学家们一直试图揭开植物维持防御功能,并保持生长能力的神秘面纱。茉莉酮酸酯激素及其信号通路被普遍认为是植物防御功能的关键信号通路。上海药物研究所-温安洛研究所联合实验室通过与密歇根州立大学合作,共同解析了由MYCJAZMED25构成的茉莉酮酸酯激素关键蛋白复合体的三维空间结构。该结构清晰地展示了这三种茉莉酮酸酯激素信号的关键调节蛋白相互作用的模式,从分子水平揭示了茉莉酮酸酯信号通路的精细调节机制,进而揭开了植物防御功能的秘密。

  这一成果不仅对幸运飞艇 提高全球粮食产量意义重大,而且为阐明人体疾病的分子机制也提供了新颖的方法。该研究首次揭示了一种蛋白在抑制蛋白和受体两种角色间转换,并介导基因表达调控的分子机制。研究显示,在茉莉酮酸酯激素存在的情况下,本身作为抑制蛋白的JAZ通过改变自身构象,成为茉莉酮酸酯受体复合物的重要组成部分,并行使与其自身截然相反的生物学功能。

  综上,该项研究从分子水平揭示了植物防御功能的机理,不仅对设计开发具备耐受外界环境侵害并提高产量能力的新一代作物产生深远影响,而且为人体疾病发生机理的阐明提供了新颖的机制。

  该研究的合作机构还包括南京农业大学、美国密歇根大学、斯克利普斯研究所、浙江理工大学和美国西北大学等。

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植物防御功能关键信号通路——茉莉酮酸酯激素信号通路