擬南芥atfes1a突變抑制因子的功能分析

《擬南芥atfes1a突變抑制因子的功能分析》是依託山東師範大學，由劉箭擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：擬南芥atfes1a突變抑制因子的功能分析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉箭
• 依託單位：山東師範大學

項目摘要

以熱敏感擬南芥atfes1a突變株為原始材料，進行二次突變,從突變體庫中，我們篩選到耐熱性明顯恢復,且細胞質HSP70表達上調的一株突變體，簡稱Su(fes1a)。我們定位了Su(fes1a)基因，Su(Fes1A)類似於酵母RNA polymearse III 複合體中的一個調節亞基，歸屬植物轉錄調控因子Brf1家族。無光條件下，兩個Su(fes1a)的獨立T-DNA突變體的熱激應答明顯上調，並呈現耐夜間高溫的表型，Su(fes1a)是新發現的嚴格受光控制的熱激應答調控因子。我們將就Su(Fes1a)的亞細胞定位、Su(fes1a)可能在細胞器間的移動、Su(fes1a)對細胞分子伴侶機器效率的影響、Su(fes1a)所調控基因的種類、Su(fes1a)靶標序列之核心元件特徵、Su(fes1a)互作蛋白等問題展開研究，闡明無光條件下Su(Fes1A)調控熱激應答的分子機理。

結題摘要

全球變暖的趨勢已成事實, 植物高溫應答的分子機理是植物學理論研究的重要內容, 本課題立項中提出, atfes1a的高溫敏感抑制子是一全新的發現, 研究此抑制子可以深入理解植物應對高溫脅迫的分子機理。本課題的核心任務是解析atfes1a抑制子的工作機理，通過4年的研究，我們發現： ① 突變atfes1a導致植物熱敏感的主要原因。缺失atfes1a導致了高溫劇烈脅迫後蛋白合成緩慢，AtFes1a是HSP70的結合蛋白，HSP70是新生蛋白合成的必須分子伴侶，突變atfes1a導致HSP70丟失NEF，特別是高溫脅迫後，以致呈現熱傷害後無法修復，植物呈現高溫敏感性。 ② 本課題研究的抑制子（基因）AtBrf1是RNA聚合酶Ⅲ的 TFBⅢ複合體中的核心亞基，由於AtBrf1的突變導致了RNA聚合酶Ⅲ和RNA聚合酶Ⅱ之間的平衡偏離，即在高溫脅迫後，由於AtBrf1突變或表達抑制，導致RNA聚合酶Ⅱ途徑得到強化，抗熱相關基因，如熱激蛋白，表達強化，導致抑制子呈現耐熱性提高。 ③ TBP介入了抑制子（基因）AtBrf1的調控途徑。本研究發現,TBP作為RNA polymase Ⅲ 和 RNA polymaseⅡ 共用因子，在調控arfes1a耐熱性方面起重要作用，atbrf1調控atfes1a的信號途徑是經過了TBP。RNA polymase Ⅲ 和 RNA polymaseⅡ途徑為平行途徑，突變atbrf1導致RNA polymase Ⅲ對TBP的需求下降，這也導致RNA polymaseⅡ途徑強化，導致atfes1a的抗熱性提高。 ④ Atfes1a 是劇烈高溫脅迫後，蛋白組裝的必須因子。突變Atfes1a並不影響植物發育，也不影響溫和高溫脅迫下的植物生長。致死性的高溫脅迫導致了TBP蛋白嚴重突變，TBP的蛋白合成組裝進入RNA polymase複合體過程需要HSP70等分子伴侶，Atfes1a是HSP70分子伴侶行使其功能的必須NEF，缺失Atfes1a（NEF）導致TBP組裝低效，在atfes1a突變體中，強高溫脅迫後，TBP組裝進入RNA polymaseⅡ成為恢復期蛋白質合成的瓶頸。 本研究發現Atfes1a的核心功能是介入了強高溫後的蛋白質合成。TBP 組裝低效是導致Atfes1a突變體熱敏感的原因之一。