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谢旗研究组在真核生物ERAD平衡调控的研究中取得新突破

  内质网相关的蛋白质降解(ERAD)是一种位于内质网的特殊的泛素蛋白酶体降解途径,它能够特异地降解积累在内质网中的错误折叠蛋白。酵母和动物中已有研究报道ERAD机制参与多种抗胁迫和抗病过程,谢旗研究组前期研究表明植物中ERAD系统特异地参与植物的耐逆反应,但是目前关于ERAD相关组分参与植物胁迫响应的具体分子机制并不清楚。动物研究中有少数报道发现在正常生长状态下,体内的错误折叠蛋白含量较低,不需要ERAD保持过高的活性,因此,通过ERAD平衡(ERAD tuning)机制下调部分ERAD关键组分的蛋白含量。然而,目前植物中还没有ERAD tuning相关的报道。 

    

  中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究组通过分析参与植物ERAD过程的HRD1复合体中的突变体植株hrd3aDOA10复合体中的突变体植株ubc32在胁迫下的表型差异入手,深入研究了两大复合体之间的调控关系。研究发现HRD1复合体通过降解UBC32蛋白进而调控DOA10复合物来达到低胁迫条件下的ERAD平衡。这是对ERAD两大复合体之间存在相互调控关系的首次报道。研究组通过与美国马里兰大学合作将两个复合体之间的调控关系研究延伸到动物中,发现它们在动物中的同源蛋白也存在类似的调控机制,说明HRD1复合体对UBC32 (UBE2J1) ERAD平衡作用在动植物中保守存在。该研究结果的发表修正了过去十多年被普遍接受的动物中的相关错误结论,也加深了人们对真核生物ERAD系统和ERAD平衡机制的认识。 

    

  研究结果于2016620日在线发表于Nature Plants杂志(DOI: 10.1038/nplants.2016.94.)。谢旗研究组陈倩博士为该论文的第一作者。该研究得到了科技部蛋白质重大专项和国家自然科学基金的资助。 

    

  

  动植物中ERAD平衡调控(ERAD tuning)的模式图