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文章題目：ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin

期刊：Cell

發(fā)表時(shí)間：2023年11月17日

主要內容：福建農林大學(xué)徐通達團隊和楊貞標團隊在Cell雜志上發(fā)表了文章ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin，該研究發(fā)現了兩個(gè)新的質(zhì)外體定位的生長(cháng)素結合蛋白，ABL1（ABP1-like protein 1）和ABL2，其與生長(cháng)素結合蛋白ABP1具有相似結構，在細胞膜上形成ABP1/ABLs-TMK生長(cháng)素共受體感受并傳遞胞外生長(cháng)素信號，調控植物生長(cháng)和發(fā)育的分子機制。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.017

使用TransGen產(chǎn)品：

Fast Mutagenesis System (FM111)

研究背景

植物合成的生長(cháng)素小分子通過(guò)體內的極性運輸系統，進(jìn)行細胞間的傳遞，最終在特定的組織器官中發(fā)揮作用。在此過(guò)程中，胞外生長(cháng)素含量的動(dòng)態(tài)變化誘導細胞產(chǎn)生快速的胞質(zhì)響應，最終調控細胞極性建成和分化等生物學(xué)過(guò)程。半個(gè)多世紀以來(lái)，植物細胞如何感受和響應胞外生長(cháng)素信號，及其引發(fā)的信號傳遞級聯(lián)反應分子機制仍然不清楚。

前期研究發(fā)現類(lèi)受體跨膜激酶TMK家族作為生長(cháng)素信號傳遞的關(guān)鍵組分，通過(guò)磷酸化修飾調控一系列下游底物活性，但生長(cháng)素如何激活TMK信號通路知之甚少。生長(cháng)素促進(jìn)質(zhì)外體定位的ABP1與TMK激酶胞外域形成細胞膜生長(cháng)素感知復合體，但模式植物擬南芥中ABP1在序列上沒(méi)有同源基因，abp1突變體生長(cháng)發(fā)育表型不明顯，使得ABP1是否是生長(cháng)素的受體一直備受爭議。且TMK激酶是否及如何直接感受胞外生長(cháng)素信號仍未得到解析。

文章概述

首先，研究團隊構建了擬南芥ABP1生長(cháng)素結合位點(diǎn)突變形式的ABP1-5轉基因植株，表型分析發(fā)現其與tmk突變體類(lèi)似，呈現明顯的生長(cháng)發(fā)育和生長(cháng)素快速響應缺陷，暗示ABP1-5蛋白可能通過(guò)對其他質(zhì)外體定位的，生長(cháng)素結合蛋白產(chǎn)生顯性負效應，參與TMK介導的生長(cháng)素信號通路。由于A(yíng)BP1沒(méi)有同源基因，為了尋找其他的生長(cháng)素結合蛋白，研究者通過(guò)檢索TMK1互作蛋白質(zhì)組學(xué)數據庫，鑒定到兩個(gè)新的生長(cháng)素結合蛋白，其與ABP1氨基酸序列相似性偏低，但結構類(lèi)似，且具有高度保守的生長(cháng)素結合區域，將其命名為ABL1（ABP1-like protein 1）和ABL2。隨后進(jìn)一步通過(guò)生化分析，發(fā)現ABL1蛋白定位于質(zhì)外體，與ABP1類(lèi)似，生長(cháng)素能夠快速誘導ABL1、ABL2和TMK胞外域的相互作用（1 min）?；谝陨辖Y果，研究者提出了科學(xué)假設—細胞膜ABLs-TMK蛋白復合體感知并傳遞胞外生長(cháng)素信號。

為探索ABLs和ABP1是否存在功能冗余，及是否通過(guò)TMK遺傳互作，調控植物生長(cháng)發(fā)育和生長(cháng)素快速響應，研究者構建了一系列abp1;abls;tmk多重功能缺失突變體和回補材料，表型分析發(fā)現：ABL1/2與ABP1的功能具有冗余性，但又有別于A(yíng)BP1，差異性調控植物的生長(cháng)發(fā)育；ABL1/2與ABP1都通過(guò)協(xié)同TMK家族，介導生長(cháng)素的快速響應。最后進(jìn)一步通過(guò)微量熱泳技術(shù)（MST）分析顯示，與ABP1類(lèi)似，ABL1和TMK1胞外域都能特異性的結合IAA和NAA等活性形式的生長(cháng)素分子。有趣的是，當TMK1胞外域存在的情況下，ABP1和ABL1對生長(cháng)素的結合能力顯著(zhù)增強，表明了ABP1/ABLs和TMK在結合生長(cháng)素方面存在協(xié)同作用。

ABP1/ABLs-TMKs共受體感知和傳遞胞外生長(cháng)素信號的工作模型圖

綜上，該研究為長(cháng)期懸而未決的科學(xué)問(wèn)題—植物細胞如何感受胞外生長(cháng)素信號提供了分子解釋?zhuān)沂玖思毎BP1/ABLs-TMKs生長(cháng)素共受體傳遞生長(cháng)素信號調控植物生長(cháng)發(fā)育的分子機制，是植物激素信號轉導領(lǐng)域的重要發(fā)現，為進(jìn)一步解析生長(cháng)素復雜多樣的生物學(xué)功能提供了新的視角，對高產(chǎn)高效農作物分子育種和遺傳改良具有重要指導意義。

全式金產(chǎn)品支撐

優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金的點(diǎn)突變試劑盒Fast Mutagenesis System (FM111) 助力本研究。

Fast Mutagenesis System (FM111)

本產(chǎn)品以甲基化的質(zhì)粒為模板，采用部分重疊引物 (均含突變點(diǎn)) 設計，具有突變效率高，操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。自上市以來(lái)備受客戶(hù)喜愛(ài)，多次榮登Cell、Science等知名期刊。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

●  由于采用部分重疊引物 (均含突變點(diǎn)) 設計，使PCR呈指數擴增， 擴增產(chǎn)物凝膠電泳可見(jiàn)，擴增產(chǎn)物為環(huán)狀，易于轉化高。

●  使用2×TransStart^? FastPfu Fly PCR SuperMix擴增，縮短了擴增時(shí)間，同時(shí)提高了擴增的保真性。

●  利用體外限制性?xún)惹忻负腕w內感受態(tài)細胞降解甲基化質(zhì)粒模板，突變效率更高，對照突變效率高達90%。

全式金產(chǎn)品再一次登上Cell期刊，證明了大家對全式金產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)力的認可，也完美詮釋了全式金一直以來(lái)秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶(hù)”的理念。全式金始終在助力科研的道路上砥礪前行，希望未來(lái)能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續助力科研。

使用Fast Mutagenesis System (FM111)產(chǎn)品發(fā)表的部分文章：

?   Yu X Q, Tang W X, Lin W W, et al. ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin [J]. Cell, 2023.

?   Wang X, Wang Y, Cao A, et al. Development of cyclopeptide inhibitors of cGAS targeting protein-DNA interaction and phase separation[J]. Nature Communications, 2023.

?   Wang K, Zhang Z W, Hang J, et al. Microbial-host-isozyme analyses reveal microbial DPP4 as a potential antidiabetic target [J]. Science, 2023.

?   Tian Y, Chen Z H, Wu P, et al. MIR497HG-Derived miR-195 and miR-497 Mediate Tamoxifen Resistance via PI3K/AKT Signaling in Breast Cancer [J]. Advanced Science, 2023.

?   Liu X Q, Liu Z P, Wu Z M, et al. Resurrection of endogenous retroviruses during aging reinforces senescence[J].Cell, 2023.

?   Shi S, Ma B, Sun F, et al. Zafirlukast inhibits the growth of lung adenocarcinoma via inhibiting TMEM16A channel activity[J]. Journal of Biological Chemistry, 2022.

?   Chen Y G, Li D S, Ling Y, et al. A Cryptic Plant Terpene Cyclase Producing Unconventional 18-and 14-Membered Macrocyclic C25 and C20 Terpenoids with Immunosuppressive Activity [J]. Angewandte Chemie International Edition, 2021.

?   Yang Y, Csakai A, Jiang S, et al. Tetrasubstituted imidazoles as incognito Toll-like receptor 8 a (nta) gonists[J]. Nature Communications, 2021.

?   Liu M, Xu B, Ma Y, et al. Reversible covalent inhibitors suppress enterovirus 71 infection by targeting the 3C protease[J]. Antiviral Research, 2021.