关于磷饥饿反应

关于磷饥饿反应

PNAS发表已故浙大副校长吴平教授的研究成果

L|发布: 2014-10-13 15:21 作者: webmaster 来源: 生物通 查看: 576次收藏到BLOG

TAG: 植物 磷酸盐

对于植物来说，感知内部和外部的营养物质水平，是重编程转录组对环境变动进行适应的基础。磷酸盐（Pi）是植物生长的主要营养物质。由于土壤里可用的磷比较少，植物的磷饥饿信号传导受到了广泛的关注。

外源施加pi会导致土壤富营养化，怎么提高pi的吸收已成为研究热点。

浙江大学的研究团队在美国国家科学院院刊上发表文章，解析了水稻感知细胞内磷水平，调节核心调节子的重要机制。领导这项研究的是浙江大学生科院的毛传澡副教授，和之前因车祸去世的浙大副校长吴平教授。

拟南芥的AtPHR1和水稻的OsPHR2同源，都是Pi内稳态中的核心转录因子，控制着许多磷饥饿应答的基因。在此之前，人们并不清楚植物如何感知外界Pi波动，进而调节AtPHR1/OsPHR2的活性。

有报道指出，具有SPX 结构域的蛋白SPX、Pho81和XPR1参与了磷饥饿应答的负向调控。浙江大学的研究人员在水稻中发现，细胞核里的SPX蛋白SPX1和SPX2，是OsPHR2活性的抑制子。研究显示，SPX1和SPX2的抑制作用依赖于Pi，它们参与了水稻对Pi的感知机制。研究人员还发现，SPX1和SPX2的SPX结构域是关键，能通过蛋白互作阻止PHR2与顺式元件结合。

这项研究揭示了一个依赖细胞营养浓度的调节机制，有助于人们理解植物对环境线索的适应。

在植物中当磷含量较低的时候，植物会激活一系列反应去加强磷的吸收，从而防止植物遭受磷饥饿胁迫。但是植物是怎样感知磷含量的机制还是未知的。这篇文章发现一个核蛋白SPX1，在有磷存在的情况下，与PHR1结合，抑制磷饥饿信号转导途径。

1 .在磷饥饿反应中，有一个重要的蛋白PHR1，它的活性受pi的影响，但是它的蛋白稳定性却不受PI的影响，说明可能有其他的蛋白在起作用。因此它就用PHR1去筛酵母库，筛到了一个核蛋白SPX1.A图它在PHR1连接一个HA,SPX1连接一个GFP，打烟草，固定后，通过COIP实验，发现他们之间确实有相互作用。B图通过bifc实验进一步证明他们有相互作用。

2.那SPX1在磷饥饿途径中具有怎样的功能。 SPX1,2,3.首先他们鉴定了spx1，2的T-DNA单突变体，通过构建SPX1和2D 双突变，从A图你会发现在2000和100umPI下，双突变聚集的PI比wt明显增加，反之过表达在高浓度p下p含量降低。说明SPX1,对于p的吸收起着负调控的作用。同时在低浓度下没有明

显的区别，说明SPX调控磷的吸收是在一定范围内起作用。接下来那SPX是不

是也影响下游基因的转录？作者通过用WT和双突变进行转录组分析，你会发现。 B 图好难。

3.为了测试SPX1对PHR1的抑制作用是依赖于P。通过COIP实验，你会发现只有在p存在的情况下它们才有相互作用。SPX是个怎样的蛋白，通过confocal定位分析你会发现SPX只定位在细胞核并且不管有没有p，SPX1的定位只在细胞核，说明不是定位改变导致的。

4.在磷存在，是不是SPX能与PHR1相互作用来抑制下游基因的转录？作者做了CHIP分析，你会发现在没有lin的时候PHR1大量结合下游基因的启动子，反之没有磷则大幅度降低。

5.那SPX1是不是真的能抑制PHR与DNA 结合？他们做了一个体外EMSA实验。P1bs是已知的PHR能够结合 的元件。从A图你会发现，在有p存在的情况下，随着SPX浓度增加，PHR与P1BS的结合变弱，而在没有pD 情况下保持不变。说明SPX抑制PHR结合dna依赖于p的浓度。

同时该实验室通过一个pull-down实验，来检测有P1bsD 时候识别是不是会影响SPX1与PHR的相互作用。1.在没有DNA的时候，不管有木有p，他们之间是具有相互作用的。当有DNA存在的时候，这种相互作用被DNA取代。也就证明PHR与SPX和DNA的结合有相互竞争的关系。为了测试是不是P