首都师大何奕昆教授最新蛋白研究成果

　　

生物通报道，首都师范大学生命科学院何奕昆教授研究组在最新一期的BMC Microbiology发布研究成果，研究发现一个在植物中确保叶绿体正确分裂的蛋白在大肠杆菌中也有类似的作用。

 

何奕昆教授发现一个在植物中对叶绿体正确分裂至关重要的蛋白能够在细菌细胞中起类似的作用。拟南芥（Arabidopsis thaliana）Min蛋白（AtMinD）定位于大肠杆菌细胞的极区以保持细胞分裂能够发生在正确的中央位置，但是，与大肠杆菌中的同源物不同，AtMinD不会发生摆动。

 

何奕昆教授在大肠杆菌细胞中表达了拟南芥的MinD 基因 (AtMinD)，这些细胞中原先的MinD 和MinE基因是一致的。令人惊奇的是，这一大肠杆菌HL1变异株（MinDE）的微小细胞表型竟然被植物的AtMinD基因挽救了下来，即便动态的MinE蛋白并不存在。Arabidopsis 的同源物AtMinD与其大肠杆菌中的对应物的功能不同，因为它不会在其两极之间摆动，而是定位在大肠杆菌细胞的极部的尖端（puncta）。科学家们接着显示，植物AtMinD的解救作用需要大肠杆菌的MinC，而AtMinD是与大肠杆菌的MinC在这些尖端进行结合的。这是另外一个不寻常的发现，因为当Arabidopsis（以及其它植物）编码细菌MinD 和 MinE的质体同源物的时候，MinC或是阙如，或是已经趋异至无法识别的程度。

 

何奕昆教授 说：“大肠杆菌HL1突变株（MinDE）与AtMinD之间的互补以及这一互补需要有大肠杆菌的MinC表明，MinD的功能在细菌和植物中是得到保守的。但是，这种互补性无需有大肠杆菌MinE的存在表明，AtMinD可能有某些与大肠杆菌MinD不同的某些特征。”

 

AtMinD究竟是为什么以及如何定位在大肠杆菌细胞的极区仍然不清楚，但是一种可能性是它具有与Bacillus subtilis （或译：枯草杆菌）中所发现的相似的某种机制。在这种细菌中，MinCD 蛋白定位在其极区而且没有摆动，其细胞内也没有MinE。然而，另外一种叫做DivIVA的蛋白质将MinCD与细胞极拴在了起来，防止了细胞在其极端处发生分裂。

 

叶绿体起源于蓝菌，这些蓝菌殖生于原始的植物细胞中，而植物中MinD、 MinE 和 FtsZ 基因的保守性已经成为其功能保守的一个指针。但是，令人感到意外但又兴奋的是，人们发现植物的MinD可以与细菌的MinC协作，将大肠杆菌从摆动型转变成为一种有着Bacillus类作用机制的细菌。这一发现为人们开启了探索在细菌和植物中Min功能的新的途径。

生物通推荐原文检索：A Plant MinD homologue rescues Escherichia coli HL1 mutant （Delta MinDE）in the absence of MinE

 

何奕昆

教授，博士生导师。植物分子遗传、分子细胞专业。

一、 教育科研经历

1. 1998.6 – 迄今： 首都师范大学生物系，教授。

2. 2002.1 – 2003.6: 美国杜克大学（DCMB/Biology, Duke University, USA），访问学者、博士后。

3. 1999.7– 1999.10: 日本STA Fellowship资助，“日本岩手生物技术研究中心”客座研究员。

4. 1995.12 –1998.6: 中科院遗传研究所“植物基因组学国家重点实验室”博士后（分子遗传方向）。导师为李家洋院士。

5. 1991 – 1995: 东北师大“细胞与遗传研究所”博士（细胞遗传方向）。导师为郝水院士。

6. 1978.3 – 1982.2: 西华师范大学（原南充师范学院）生物系，学士。

二、研究方向

1. 叶绿体分裂的基因表达调控机制：叶绿体是光合作用的主要场所，叶绿体分裂的基因调控机制是近年分子生物学家研究的热点问题之一。植物细胞中FtsZ基因的克隆及功能分析为揭示叶绿体分裂机制提供了分子遗传学途径, 使我们可能从基因水平研究叶绿体分裂的机理。该研究室以FtsZ基因的进化特征与功能解析、叶绿体作为“生物反应器”的形态改良为研究切入口，从莱茵衣藻、鸟巢蕨、龙胆、烟草等植物中克隆了10余条FtsZ基因（cDNAs），对FtsZ基因的进化与功能特征有了我们独特的认识。将对叶绿体分裂与细胞周期协调进行的分子调控机制做进一步的研究工作。

2. 抗逆基因的分离与应用：通过对极端生境藓类代表种的功能基因组分析，分离与抗逆（冻旱等）有关的基因或调控因子。对1-2个基因进行深入研究，取得有应用价值的成果。

3. 一氧化氮（NO）与Ca++相互作用的分子调控机理：与美国杜克大学DCMB/Biology合作，从对一氧化氮敏感的拟南芥突变体中，用图位克隆法分离到一个基因，将对其功能作深入分析。

三、近年主持的主要科研项目

 

1. 国家杰出青年科学家基金B类项目（海外青年学者合作研究基金）：高等植物中Ca2+与NO相互作用的分子调控机理（项目编号：30328003；2004-2006；裴真明 主持，何奕昆为国内合作者）。

2. 国家自然科学基金项目（2005 -2007）：叶绿体分裂环定位相关基因(minC或类似物)克隆及功能解析，(项目编号：30470879)。

3. 国家自然科学基金项目（2000-2002）：FtsZ基因的克隆及对叶绿体分裂调控的作用机理，(项目编号：39970356)。

4. 北京市自然科学基金重点项目（2002-2005）：极端生境藓类代表种的功能基因组分析及抗逆基因克隆，(项目编号：5021001)。

5. 北京市自然科学基金项目（1999-2002）：FtsZ基因表达对细胞周期的调控（项目编号：5992003）。

6. 教育部骨干教师基金（2000-2003）：FtsZ基因的表达调控与高光效育种。

7. 863计划“功能基因组和生物芯片”（课题编号：2002AA2Z1001—）子课题（2004年）：水稻cas和nox1基因相互作用对花期、抗逆等形状的影响