中國科學院華南植物園研究員侯興亮團隊與新加坡南洋理工大學副教授繆巖松合作，在廣東省重點領域研發計劃等項目的資助下，通過合作研究揭示了相分離在植物開花過程中的具體調控機制。相關成果近日發表于《歐洲分子生物學學會雜志》（The EMBO Journal）。
相分離作為生物大分子在細胞內形成無膜結構，在生物體的發育和信號轉導過程中發揮著重要功能。植物光周期調控因子CONSTANS（CO）蛋白能夠與核轉錄因子NF-YB2和NF-YC9互作，共同激活開花關鍵基因FLOWERING LOCUS T（FT）的表達，進而促進植物成花轉換。而相分離在這個過程中是否發揮作用以及具體的分子機制仍不清楚。
該研究中，研究人員發現CO、NF-YB2和NF-YC9蛋白在植物中可形成相分離，為深入解析其具體的形成機制和調控功能，他們分別利用原生質體、體外實驗體系以及轉基因植株檢測這些轉錄因子對FT基因表達的調控。結果發現，CO蛋白在光信號響應下逐漸積累，并從擴散狀態形成聚集的滲透簇，這一過程依賴于B-box基序；而NF-YB2和NF-YC9與CO通過多價共組裝，維持CO液相凝聚體組裝狀態和轉錄活性，阻止CO抑制性慢擴散凝聚體的形成，后者會阻礙FT表達的激活。
為了探明NF-Y因子如何維持CO/NF-YB2/NF-YC9凝聚體具有流動性，從而開花基因的轉錄激活。研究人員發現NF-YC9的內在無序區域包含一個多谷氨酰胺基序，通過優化谷氨酰胺殘基重復次數能夠調節CO/NF-YB2/NF-YC9凝聚體的功能物質屬性，并影響CO的功能。CO/NF-YB2/NF-YC9識別特定的FT啟動子，形成的CO/NF-YB2/NF-YC9/FT凝聚體具有液相流體性，從而允許FT的轉錄激活。
論文共同通訊作者侯興亮表示，該研究揭示了相分離在植物成花轉換過程中的關鍵作用，闡明植物如何通過調控轉錄因子凝聚體狀態這一微妙的策略精確控制開花進程，為植物光周期成花途徑機制的認識提供了新的見解。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s44318-024-00293-0
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