首都师范大学《PNAS》解析钾通道方向调控

　　

生物通报道：来自首都师范大学生命科学学院，加州大学伯克利分校植物与微生物学系，武汉师范大学生命科学学院的研究人员发现了控制通道流向转换的分子偶联机制，揭示了同一离子通道将离子由外流转为内流的秘密。这对于理解和提高农作物对抗土壤盐碱化、促进作物营养循环利用具有重要意义，继续深入，将更清楚地理解离子转运的复杂网络调控。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

领导这一研究的是加州大学伯克利分校的栾升教授，其早年毕业于青岛农业大学，1982年至1985年在上海植物生理研究所攻读硕士学位研究生，1986年考取美国哈佛大学攻读博士学位研究生。现为美国加州大学伯克利分校植物学和微生物学系教授。之前他曾与中科院上海植生所林鸿宣研究员合作研究发现一种与水稻耐盐性能有关的基因SKC1，并阐明了该基因的生物学功能和作用机理。另外这一文章的第一作者是首都师范大学的李乐攻教授（简介见后），这一研究得到了国家自然科学基金的资助。

由于当前全球范围内土壤过度使用，造成土壤有效成分不断减少、盐碱化程度严重，植物离子营养的循环利用和作物耐盐调控机制的研究至关重要。钾是植物生长发育必不可少的元素，而高钠离子则是影响植物生长发育的主要毒性，也是导致作物产量下降的主要原因。离子的流向既决定了钾营养循环利用的效率，也调控了高钠离子的毒害。目前，承担离子转运的许多分子已被鉴定和分离，但是运输的方向是如何被调控的还不为所知，这是长期以来生物学家关注的基本问题。

在这篇文章中，研究人员通过电压钳、巨大膜片钳、DNAShuffling等技术，以植物钾通道为研究对象，发现了控制通道流向转换的分子偶联机制，揭示了同一离子通道将离子由外流转为内流的秘密。这对于理解和提高农作物对抗土壤盐碱化、促进作物营养循环利用具有重要意义，继续深入，将更清楚地理解离子转运的复杂网络调控。

这一创新性成果，不仅发现了控制植物钾离子流向的新机制，也为其它离子的流向控制提供了可供借鉴的调控模式。《美国国家科学院院刊》审稿人指出，“这是一项杰出而完整的工作，设计新颖，其结果具有普遍的生物学指导意义，提供了研究阳离子通道结构和构象变化的重要信息，揭示了通道分子可能的进化方式”。因为整流控制是离子通道的一个基本的特征，整流功能异常会导致多种疾病，这一工作也将为此类疾病的防治提供新的思路。
（生物通：万纹）

原文摘要：
Published online on February 19, 2008
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 10.1073/pnas.0712349105
Single mutations convert an outward K+ channel into an inward K+ channel
『Abstract』

附：
李乐攻，博士，教授。


首都师范大学
生命科学学院 实验楼612
北京西三环北路105号
E-mail: [e-mail]

教育背景：
1987：湖南师范大学生物系，获学士学位。

1990：湖南师范大学生物系，获硕士学位。


1996：华东师范大学生物系，获博士学位。

工作经历：

1990-1993：湖南师范大学生物系，讲师。


1996-1997：中国科学院上海植物生理研究所，博士后。


1997-1999：日本秋田县立大学附属生物工学研究所，非常勤研究员。


1999-2001：加州大学伯克利分校植物和微生物系，博士后


2001-2007：加州大学伯克利分校植物和微生物系，Post-graduated Researcher Type I，II，III， IV 和 V (资深研究人员)。

2006.10—：首都师范大学生命科学学院，特聘教授，博士生导师。


研究领域：
本实验室致力于理解植物细胞感应环境的分子机制，研究物质或离子转运信号的传导途径或调节网络。如：镁离子转运的分子调控途径与生理功能，刺激或逆境引起的钙离子早期信号的解读与传导，有毒或有益营养物质转运体的功能、门控机制和信号途径，希望将基础的分子机制研究，应用于解决与人类生活及环境改善密切相关的重要问题。


技术专长：

对核心技术的熟练掌握和创立新技术是在前沿领域获得突破性成果的保证，本实验室具有植物电生理学与分子生物学相结合的研究平台，拥有PLBs (Planar Lipid Bilayers)、TEVC、 Patch Clamp 和 Giant Patch Clamp等技术，欢迎同仁携手合作。

成果要点：
长期从事植物离子或小分子的转运、调控研究。在植物中发现了镁离子转运体(AtMGTs)、生物碱转运体，并证实了多药物转运体（AtDTX）的新功能； 在水稻钠离子的转运机理方面，合作取得了重要成果,作为抗盐研究的突破被全世界６０多家媒体相竞报道；建立了钾转运信号的传导途径和正／负调控的分子网络；发现了植物shaker-type 钾通道的电压、浓度感应和整流转换的基本分子机制。