Plant Cell | 张彦/李厦团队揭示核输入蛋白KETCH1调控雌雄配子体发育的机制
文章作者:        发布时间: 2020-02-22                 浏览次数: 13

雌雄配子体的发育是植物有性生殖的基础。小孢子经两次有丝分裂发育成带有两个精细胞的成熟花粉,而功能大孢子经过三次有丝分裂发育成具有七细胞八核的成熟胚囊。有丝分裂异常导致雌雄配子体败育,其调控机制尚不清楚。 

2020年2月21日,山东农业大学生命科学学院张彦/李厦团队在The Plant Cell 发表了题为Arabidopsis KETCH1 is critical for the nuclear accumulation of ribosomal proteins and gametogenesis 的研究论文。该研究揭示了核输入蛋白KETCH1 (karyopherin enabling the transport of the cytoplasmic HYL1) 通过促进核糖体蛋白的核积累,从而调控雌雄配子体发育的分子机制。

该研究发现,拟南芥核运入蛋白KETCH1参与雌雄配子体发育。KETCH1突变造成雌雄配子体均停止在第一次有丝分裂期,暗示KETCH1参与雌雄配子体发育中的有丝分裂进程。通过酵母双杂,BIFC和质谱等方法,研究人员发现KETCH1与多种核糖体蛋白互作。这些核糖体蛋白在核内受到26S蛋白酶体途径降解,而KETCH1保护这些核糖体,使其免受降解,从而保证其在核内丰度。进一步研究发现, 带有上游开放阅读框 (uORF) 的基因,其蛋白质翻译效率因KETCH1水平降低 (即核糖体蛋白核内水平降低)而显著下降。此外,在叶表皮细胞中下调KETCH1的水平,同样干扰有丝分裂的进程。

 


图:Translation of genes with uORF is sensitive to a reduction of mature ribosomes in KETCH1-downregulating plants. 

 

综上,该研究揭示了拟南芥核运入蛋白KETCH1通过促进核糖体蛋白的核积累,从而保证有丝分裂的进程,调控雌雄配子体发育的分子机制。研究结果为揭示雌雄配子体发育过程中的有丝分裂调控机制提供了信息,也为理解蛋白质翻译与有丝分裂间的联系提供了新的线索。

 

原文链接:

http://www.plantcell.org/content/early/2020/02/21/tpc.19.00791