干旱、盐胁迫及低温等使植物受到高渗胁迫,危害粮食生产安全。渗透信号是“复合信号”,其感应和传导机制较为复杂。其中,瞬时激发的Ca2+信号和快速激活的SnRK2激酶是两种重要的早期应答。然而,渗透胁迫下Ca2+信号的解码及其对核心激酶SnRK2的调控机制尚不清楚,其难点在于渗透胁迫下Ca2+信号解码元件的鉴定研究。
近日,中国科学院分子植物科学卓越创新中心赵杨研究组鉴定了渗透胁迫下Ca2+信号的解码元件CPK3/4/6/11/27,解析了Ca2+-CPKs-SnRK2s的信号级联通路。
该研究提出了CPK3/4/6/11/27激酶解码Ca2+信号并介导SnRK2激活的渗透早期信号模型。研究发现,渗透胁迫诱导植物胞质自由Ca2+浓度快速升高;CPK3/4/6/11/27通过C端EF手形结构域与Ca2+的结合引起的蛋白构象变化,激活自身激酶活性,实现渗透胁迫下Ca2+信号的感知和解码;进而,CPK3/4/6/11/27与SnRK2互作,并通过磷酸化修饰激活SnRK2激酶,实现渗透早期信号传递并调控胁迫应答。
该研究提出了渗透信号激活SnRK2激酶的两步激活机制,并发现了不同亚组SnRK2响应渗透“复合信号”中不同的分解信号以及这些分解信号介导不同的生物学过程。其中,pSnRK2抗体可特异性识别多个物种中激活态SnRK2,成为渗透和ABA相关信号研究的重要工具,可支持RAF、CPK、CARK1等激酶以及TOPP磷酸酶等的研究,有望推动植物胁迫应答及相关交叉方向的研究进展。
5月19日,相关研究成果作为封面文章,发表在《发育细胞》(Developmental Cell)上。《发育细胞》同期发表了前瞻性文章,评述了这一成果的学术意义。5月29日,赵杨研究组在STAR Protocols上发表了方法文章,总结了胁迫信号核心激酶SnRK2的活性检测方法。
研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项等的支持。
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封面插图展示植物如何响应由干旱环境等引起的渗透胁迫。拟人化的拟南芥小苗所扎根的龟裂土地及头顶的太阳象征胁迫环境,胁迫刺激(闪电符号)触发瞬时的Ca2+信号(绿色小球),这些信号由钙依赖蛋白激酶CPKs(绿色水滴)解码。激活的CPKs会磷酸化(紫色小球)并激活SnRK2蛋白激酶(红色水滴),从而激活渗透胁迫的下游应答。
快速可编程的触觉激励器在社交媒体、游戏、娱乐及生物医学康复治疗中应用广泛,能有效替代或增强人体感知能力。记者8日从 工业菌种是生物制造的重要竞争力。研究微生物底盘并发现与目标产品生产相关的高效功能元件是工业菌种领域的研究热点。谷氨酸棒杆菌是氨基酸工业生产的主力菌。而谷氨酸棒杆菌基因组约50%的基因功能尚不明晰,功 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯(记者 林焕新)学前教育的发展离不开家庭、社会的共同支持。在今天教育部召开的新闻发布会上,记者获悉,学前教育法不仅对幼儿园做好保育和教育工作提出了 家庭是孩子的第一个课堂,家长是孩子的第一任教师。家长的言传身教,对孩子人格形成、习惯养成、价值观确立等各方面有着持久而深刻的影响。新近出台的《学前教育法》是明晰了学前教育阶段家长的 编者按:博士研究生教育是国民教育的最高层次,是国家创新体系的关键支撑。近日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于加快推动博士研究生教育高质量发展的意见》,对持续深化博士研究生教育综合 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 程墨 通讯员 田寿永 陈灏)近日,2024年世界职业院校技能大赛总决赛医药卫生赛道康复治疗技术小组争夺赛在湖北职院举行,来自全国29个省、自治区、直辖市的58支 。本文链接:科研人员揭示钙信号解码机制并提出核心激酶活性检测方案 http://www.sushuapos.com/show-12-1229-0.html
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