“千人计划”入选者在Science报道生长素膜受体复合体的重大发现

美国加州大学河边分校联合中科院上海植物逆境生物学研究中心等单位在新研究中，揭示植物生长素ABP1-TMK膜受体复合体调控细胞极性形态的建成机制。这一发现打开了生长素研究的另一扇大门，开辟了生长素研究领域的新局面。相关文章发表于2014年2月28日的《science》杂志上。

生长素是一种植物生长调节剂，也是若干植物激素中第一个被发现的。它具有调节茎的生长速率、抑制侧芽、促进生根等作用，在农业上用以促进插枝生根，效果显著。1890年，达尔文在研究植物向光性的时候，发现了生长素这个有趣的小分子化合物。在之后一个多世纪的历史长河里，生长素功能的研究始终是植物学领域的热点。生长素几乎对植物所有的生长发育过程都起到影响，但其作用的分子机制却远远没有研究清楚。2005年，生长素在细胞核内受体TIR1的发现揭开了研究生长素信号转导分子机制的里程碑。TIR1在接收生长素信号后能直接调节基因的表达以满足植物在不同生长阶段的需要，然而TIR1受体的功能分析并不能解释所有生长素的功能。

近几年，中央“千人计划”特聘专家杨贞标研究员和“青年千人计划”入选者，中科院上海植物逆境生物学研究中心的徐通达研究员带领的科研团队发现TMK(transmembrane kinase) 膜受体偶联激酶家族在生长素促进下，能和ABP1(Auxin Binding Protein 1)在细胞膜上相结合，辅助ABP1行使生长素受体的功能，将生长素信号传递到细胞内小G蛋白信号途径，从而调控细胞内各种快速反应，包括细胞骨架的动态变化，最终控制细胞极性形态的建成。

ABP1/TMK受体的发现揭开了细胞膜生长素感知和信号系统的神秘面纱，将生长素研究引领向新的高度，为今后研究生长素新功能提供了理论基础。

原文摘要：

Cell Surface ABP1-TMK Auxin-Sensing Complex Activates ROP GTPase Signaling

Tongda Xu, Ning Dai, Jisheng Chen, Shingo Nagawa, Min Cao, Hongjiang Li, Zimin Zhou,Xu Chen, Riet De Rycke, Hana Rakusová, Wuyi Wang, Alan M. Jones, Jiří Friml,Sara E. Patterson, Anthony B. Bleecker, Zhenbiao Yang

Auxin-binding protein 1 (ABP1) was discovered nearly 40 years ago and was shown to be essential for plant development and morphogenesis, but its mode of action remains unclear. Here, we report that the plasma membrane–localized transmembrane kinase (TMK) receptor–like kinases interact with ABP1 and transduce auxin signal to activate plasma membrane–associated ROPs [Rho-like guanosine triphosphatases (GTPase) from plants], leading to changes in the cytoskeleton and the shape of leaf pavement cells in Arabidopsis. The interaction between ABP1 and TMK at the cell surface is induced by auxin and requires ABP1 sensing of auxin. These findings show that TMK proteins and ABP1 form a cell surface auxin perception complex that activates ROP signaling pathways, regulating nontranscriptional cytoplasmic responses and associated fundamental processes.

标签: 生长素膜受体复合体 ABP1-TMK 细胞极性形态

作者：中科院 点击：次