元素百科介绍植物光形成转录调控研究的进展情况。转录调节是生物体内转录因子与其他调节蛋白协同或拮抗调节基因表达的重要生化机制。光信号是高等植物早期生长发育中光形态的决定性因素。PIF是负调节因素,HY5是正调节因素。PIF和HY5分别是BHLH型和BZIP型转录因子,在植物生长发育和环境响应中具有广泛的功能,但两者之间的相互调节尚不清楚。

通过对模型植物拟南芥的研究,中国科学院植物研究所林荣成发现BBX23是B-box蛋白家族第四亚家族的成员,可以促进红光、远红光和蓝光条件下光形的完成。进一步研究表明,在转录水平上,PIF1和PIF3蛋白可以直接与HY5和BBX23的启动子相结合,激活其表达;在翻译水平上,BBX23蛋白在黑暗中被COP1引导。研究还表明,BBX23通过与HY5的相互作用被招募到下游光响应基因的启动子上,并配合HY5调节下游基因的表达。研究人员还发现,BBX23的转录受到光的抑制,其蛋白质在光下积累。
该研究揭示了PIF1/PIF3、由HY5和BBX23组成的转录级联反应调节植物光形态构成的分子机制。结合研究小组的研究结果,发现PIF1/PIF3和HY5蛋白可以相互作用,并结合活性氧响应基因的启动子,导致拮抗调节基因的表达(Chen et al., The Plant Cell, 2013年),表明不同的转录因子可以通过蛋白质相互作用或相互转录来实现对特定生物学过程的精细调节。
7月7日,该成果在国际学术期刊《植物生理学》上在线发表(Plant Physiology)上面。林荣成研究小组博士生张新宇、助理研究员淮俊玲是论文的第一作者,林荣成为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委员会、农业部和科技部的资助。

