清華大學Nature文章發表重要研究成果

　　 來自清華大學、中國科學院的研究人員證實，DWARF14是獨角金內酯（strigolactone）的一種非經典激素受體。這一重要的研究發現發布在8月1日的《自然》（Nature）雜志上。

　　清華大學的謝道昕（Daoxin Xie）教授、婁智勇（Zhiyong Lou）副教授及饒子和（Zihe Rao）院士是這論文的共同通訊作者。

　　植物的生長發育受到一系列環境因素的影響，與此同時植物在生長過程中也形成了精確的激素轉導系統與外界環境進行信號交流。激素通過調節細胞的生長發 育來調節植物的種子萌發、形態建成、成熟衰老和死亡等過程。隨著植物生理學的發展，除傳統的植物激素外，越來越多的生長物質被認可為植物激素，獨腳金內酯就是其中一種。

　　獨腳金內酯是近幾年新發現的一種重要的植物激素，該激素在植物生長發育及適應外界環境變化的過程中具有重要的感知和信號轉導作用。對獨腳金內酯遺傳 學、生物化學以及結構生物學方面的研究，能夠幫助解決世界范圍內寄生植物危害、提供糧食產量、優化低氧分投入、高產量、高質量的糧食品種問題，為開發新型 除草劑提供結構基礎。

　　2013年，中科院李家洋院士與徐華強課題組、錢前課題組合作，在解析獨角金內酯信號轉導分子機理研究中取得了奠基性的突破。他們發現，D53基因負調控了獨角金內酯信號轉導。這一研究成果發布在Nature雜志上。

　　2014年，李家洋院士與王永紅研究員領導中科院遺傳與發育生物學研究所的研究人員證實，獨角金內酯通過抑制生長素的生物合成降低地上部的向重性（shoot gravitropism）調控了水稻的分蘗角度。這一研究發現發表在PNAS上。

　　2015年，徐華強課題組與李家洋課題組以及澳大利亞塔斯馬尼亞大學Steven M Smith課題組共同合作，成功解析了獨腳金內酯代謝物與DWARF14活性中心共價螯合結構以及受體DWARF14與激素GR24復合物晶體結構，同時 創新性地發現了DWARF14以及同源蛋白DAD2在激素存在時的不穩定性，提示了獨角金內酯信號通路新的作用機制。研究成果于發表于Cell Research雜志上。

　　在最新的Nature文章中，研究人員指出經典激素受體可以可逆地、非共價結合生物合成酶生成的一些活性激素分子觸動信號傳導。α/β水解酶DWARF14 (D14)可以水解植物獨腳金內酯，與F-box蛋白D3/MAX2互作，其有可能參與了檢測獨腳金內酯。然而，目前尚有待確定活性形式的獨腳金內酯，也還不清楚哪些蛋白作為真正的獨腳金內酯受體以何種方式直接結合了活化形式的獨腳金內酯。

　　在這里，他們報告稱獲得了獨腳金內酯誘導的AtD14–D3–ASK1復合物晶體結構，揭示出擬南芥(At)D14經歷了從開放到閉合的狀態轉換， 觸發了獨腳金內酯信號，并證實獨腳金內酯被水解成一個共價連接的中間分子(CLIM)來啟動AtD14構象改變促進了與D3的互作。值得注意地是，分析高 度分支擬南芥突變體d14-5顯示AtD14(G158E)突變體維持了酶活性可水解獨腳金內酯，但無法有效地與D3/MAX2互作，喪失了作為受體觸發 植物獨腳金內酯信號的能力。

　　這些研究發現揭示出了獨腳金內酯水解為CLIM介導AtD1變構激活的機制，確定了AtD14是獨腳金內酯的一個非經典激素受體，其發揮雙重功能生成并感知了活性形式的獨腳金內酯。