拟南芥中EIN2蛋白调控mRNA翻译并激活乙烯信号的生化机制研究

批准号:
31870254
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
李文阳
依托单位:
学科分类:
C0206.植物激素与生长调节物质
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
王益川、王振宇、黄伟、赖晓婷、郭仁康、吴辉辉、潘亚婕
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中文摘要
乙烯是一种重要的植物激素。EIN2是乙烯信号通路中的核心正调组分,申请人近年来的研究揭示了其在细胞质中激活乙烯反应的“翻译抑制”机制。但该过程的生化机理仍有待深入研究。最近,申请人通过IP-MS实验发现P-body组分、mRNA翻译起始因子eIF4E/4G/4A、RNA结合蛋白PUBP1等在植物体内与EIN2发生相互作用。遗传分析表明eIF4G和PUBP1对植物响应乙烯具有重要的作用。初步的生化分析表明eIF4G可能是翻译机器中EIN2的靶蛋白;PUBP1则通过直接与mRNA结合进而介导EIN2与mRNA之间的互作。下一步,本申请拟运用遗传学、分子生物学、生物化学、细胞生物学、生物信息学等方法,深入研究PUBP1-EIN2-eIF4G所调控的翻译过程。以上研究有望解析EIN2调控mRNA翻译过程的详细生化机理,阐明乙烯作用的新机制,并对农业生产和生物技术育种提供重要的理论支持。
英文摘要
The gaseous phytohormone ethylene is essential for plant growth and development as well as responses to abiotic and biotic stresses. EIN2 is an essential positive regulator in ethylene signal transduction pathway. Previous work by the applicant found a new branch of ethylene signaling pathway in cytoplasm, where EIN2 activates ethylene response through translational repression mode. However, the biochemical mechanism of this process remains unclear. Recently, we isolated several EIN2-associating proteins using IP-MS assay. These proteins include some components of P-body, translation machinery proteins eIF4e/4G/4A, and a family of RNA binding proteins named PUBP1. Our genetic analysis displayed that eIF4G and PUBP1 play important roles in ethylene signaling cascade. Biochemical studies revealed that EIN2 might directly interact with eIF4G to target to translation machinery. Further investigation found that PUBP1 mediates the association between EIN2 and mRNA through directly binding to mRNA. In this proposal, we aim to uncover the detailed mechanisms underlying PUBP1-EIN2-eIF4G complex-directed translational inhibition using combined technologies including genetics, molecular biology, biochemistry, cell biology, and bioinformatics. This study will improve our understanding of actions of ethylene in plants, shed new lights on studies in plant signal transduction, and greatly support agricultural practice.
乙烯是一种重要的植物激素。EIN2是乙烯信号通路中的核心正调组分,本研究负责人近年来的研究揭示了其在细胞质中激活乙烯反应的“翻译抑制”机制。但该过程的生化机理仍有待深入研究。本研究通过IP-MS实验发现P-body组分、mRNA翻译起始因子eIF4E/4G/4A、RNA结合蛋白PUBP1等在植物体内与EIN2发生相互作用。遗传分析表明eIF4G和PUBP1对植物响应乙烯具有重要的作用。本研究的生化分析表明eIF4G是翻译机器中EIN2的靶蛋白;PUBP1则通过直接与mRNA结合进而介导EIN2与mRNA之间的互作。本研究通过运用遗传学、分子生物学、生物化学、细胞生物学、生物信息学等方法,发现了mRNA 3’UTR-PUBP1-EIN2-eIF4G所形成的翻译调控复合体,解析出了EIN2抑制EBF1/2 mRNA翻译过程的详细生化机理,阐明乙烯作用的新机制。本研究对农业生产和生物技术育种提供重要的理论支持。
期刊论文列表
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专利列表
Growth asymmetry precedes differential auxin response during apical hook initiation in Arabidopsis
拟南芥顶端钩起始过程中生长不对称先于生长素反应差异
DOI:10.1111/jipb.13190
发表时间:2022-01-01
期刊:JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY
影响因子:11.4
作者:Peng, Yang;Zhang, Dan;Guo, Hongwei
通讯作者:Guo, Hongwei
An alternative splicing variant of PtRD26 delays leaf senescence by regulating multiple NAC transcription factors in Populus.
PtRD26 的另一种剪接变体通过调节杨属中的多个 NAC 转录因子来延迟叶片衰老。
DOI:10.1093/plcell/koab046
发表时间:2021-07-02
期刊:The Plant cell
影响因子:--
作者:Wang HL;Zhang Y;Wang T;Yang Q;Yang Y;Li Z;Li B;Wen X;Li W;Yin W;Xia X;Guo H;Li Z
通讯作者:Li Z
Arabidopsis NPF2.13 functions as a critical transporter of bacterial natural compound tunicamycin in plant‐microbe interaction
拟南芥 NPF2.13 在植物与微生物相互作用中充当细菌天然化合物衣霉素的关键转运蛋白
DOI:10.1111/nph.18752
发表时间:2023
期刊:New Phytologist
影响因子:9.4
作者:Chuanfa Liu;Dongdong Hao;Ruixue Sun;Yi Zhang;Yang Peng;Yang Yuan;Kai Jiang;Wenyang Li;Xing Wen;Hongwei Guo
通讯作者:Hongwei Guo
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