Science：植物光反应复杂机制得到揭示
植物利用光进行生长被很多人视为理所当然的事，实际上我们对于其中的机制所知并不多。美国科学家进行的一项最新研究，揭示了参与植物光反应蛋白的特殊生成机制。这一发现大大提高了人们对于植物光反应调节机制的认识。相关论文11月23日发表于《科学》（Science）杂志上。
此次研究由美国国家科学基金会（NSF）资助，领导者是美国鲍依斯·汤普森植物研究所（Boyce Thompson Institute for Plant Research）的Haiyang Wang。研究人员利用拟南芥（Arabidopsis）作为实验对象，发现拟南芥在未暴露于光之前，就为光反应作了准备。这种准备包括产生一对紧密相关的蛋白——FHY3和FAR1，这两种蛋白的产生会提升另一对蛋白（FHY1和FHL）的含量。之前的研究已经确定，FHY1和FHL是植物光反应的关键参与蛋白。
Wang说，植物这种为光反应储存蛋白的行为，就好比是旅行者在夜晚为汽车加满油，以方便在天一亮就踏上旅程。
虽然之前的研究已大致确定了植物光反应的步骤，不过FHY3和FAR1调节光反应机制的发现为科学家理解这一过程提供了新的视角。
此外，研究人员还发现FHY3和FAR1蛋白与光敏色素A之间存在一个负反馈环（negative feedback loop），即细胞核中积聚的光敏色素A越多，产生的FHY3 /和FAR1蛋白就越少，这样输入细胞核的光敏色素A就越少。Wang说：“这一反馈环就像是一个内置的刹车，限制了光反应的流动。”
研究人员还发现，FHY3 和 FAR1蛋白与某些酶之间存在相似性，这些酶是由跳跃基因（jumping genes）产生的。研究人员认为，这表明，FHY3和FAR1蛋白可能是由跳跃基因进化来的。如果确实如此，那么可能正是这一重要的进化过程帮助开花植物在地球上生存下来。（科学网 梅进/编译）
原始出处:
Science 23 November 2007:
Vol. 318. no. 5854, pp. 1302 - 1305
DOI: 10.1126/science.1146281
Transposase-Derived Transcription Factors Regulate Light Signaling in Arabidopsis
Rongcheng Lin,1 Lei Ding,1 Claudio Casola,2 Daniel R. Ripoll,3 Cédric Feschotte,2 Haiyang Wang1*
Plants use light to optimize growth and development. The photoreceptor phytochrome A (phyA) mediates various far-red light–induced responses. We show that Arabidopsis FHY3 and FAR1, which encode two proteins related to Mutator-like transposases, act together to modulate phyA signaling by directly activating the transcription of FHY1 and FHL, whose products are essential for light-induced phyA nuclear accumulation and subsequent light responses. FHY3 and FAR1 have separable DNA binding and transcriptional activation domains that are highly conserved in Mutator-like transposases. Further, expression of FHY3 and FAR1 is negatively regulated by phyA signaling. We propose that FHY3 and FAR1 represent transcription factors that have been co-opted from an ancient Mutator-like transposase(s) to modulate phyA-signaling homeostasis in higher plants.
1 Boyce Thompson Institute for Plant Research (BTI), Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA.
2 Department of Biology, University of Texas, Arlington, TX 76019, USA.
3 Computational Biology Service Unit (CBSU), Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: hw75@cornell.edu
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