科学家揭示植物激素独脚金内酯信号通路新的作用机制

中国科学院上海药物研究所徐华强课题组与中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋课题组以及澳大利亚塔斯马尼亚大学Steven M Smith课题组共同合作，成功解析了独脚金内酯代谢物与DWARF14活性中心共价螯合结构以及受体DWARF14与激素GR24复合物晶体结构，同时创新性地发现了DWARF14以及同源蛋白DAD2在激素存在时的不稳定性，提示了独角金内酯信号通路新的作用机制。研究成果于10月16日在线发表于《细胞研究》（Cell Research）杂志。

独脚金内酯是最近几年新发现的一种重要的植物激素，该激素在植物生长发育及适应外界环境变化的过程中具有重要的感知和信号转导作用。独脚金内酯受体的结构和功能及其信号通路机制一直以来仍不清楚，对独脚金内酯遗传学、生物化学以及结构生物学方面的研究，能够帮助解决世界范围内寄生植物危害、提供粮食产量、优化低氧分投入、高产量、高质量的粮食品种问题，为开发新型除草剂提供结构基础。

该成果是徐华强与合作者在植物激素独脚金内酯分子机制研究领域的又一突破。五年内他们发表了相关学术论文三篇，第一篇论文发表在2013年的Cell Research 杂志上，该研究成果成功解析了Strigolactone受体蛋白D14以及同源蛋白KA12的三维结构，为进一步阐述独脚金内酯分子机制提供结构基础。第二篇论文发表在2013年的Natrue 杂志上，该篇论文阐明独脚金内酯通过诱导其抑制因子D53降解调控水稻的分蘖和株型。此研究成果入选“2014年度中国科学十大进展”。这些论文深入系统地对独脚金内酯的受体结构与功能进行研究，阐述D14就是新型植物激素独角金内酯的直接受体，解析了受体与激素的复合物晶体结构，并揭示了独脚金内酯信号识别和信号转导的重要分子机制，为阐述整个信号通路的分子机制奠定基础，具有重要理论意义和潜在应用价值。

论文第一作者为上海药物所博士赵丽华，文安德研究所博士Edward.Zhou以及上海药物所博士易伟，通讯作者为上海药物所研究员徐华强以及美国温安洛研究所教授Karsten Melcher。

该研究工作得到了国家基金委、科技部重大科学研究计划、先导专项、重大专项以及上海同步辐射光源的大力支持。