谢旗研究组Plant Cell发现脱落酸信号通路新机制

　　

  　脱落酸（ABA）作为一种重要的植物激素，参与调控植物的生长发育、逆境响应。泛素介导的蛋白酶体降解途径，在激素的信号转到过程中起着至关重要的作用。在过去20多年的研究中ABA信号的下游已有较深入的研究，随着ABA受体的发现，ABA的上游信号通路不断被揭示。但是，ABA信号接收以后如何通过内质网将信号传入细胞核中还不是很清楚。

　　中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗实验室早前鉴定了一个ABA信号通路的正调控子--泛素连接酶SDIR1，发现其通过调控bZIP转录因子的基因表达，进而增强ABA信号，并参与调控植物对干旱及盐胁迫的抗性（Zhang et al., 2007, Plant Cell）。随后，谢旗实验室试图通过分离SDIR1的直接作用底物来深入研究SDIR1的作用机理。通过酵母双杂交筛选到SDIR1的底物蛋白SDIRIP1。

     精细定位实验发现，SDIR1定位于内质网膜上，其包含重要的功能结构域RING的C端位于细胞质的一侧；SDIRIP1在叶绿体、细胞核及细胞质中均有分布。一系列的生化、分子生物学和遗传学证实SDIR1通过C端识别并通过26S蛋白酶体系降解细胞质中的SDIRIP1，负调控下游转录因子ABI5的表达从而来调控ABA信号。该研究揭示了SDIR1/SDIRIP1调控ABA信号通路的机理，并且为研究不同细胞器之间信号转导提供了一些线索。

　　研究结果于1月26日在线发表于Plant Cell杂志。谢旗实验室的助理研究员张华伟为该论文的第一作者。研究得到了国家自然科学基金委激素重大项目和国家蛋白研究计划项目的资助。

原文摘要：

The RING Finger Ubiquitin E3 Ligase SDIR1 Targets SDIR1-INTERACTING PROTEIN1 for Degradation to Modulate the Salt Stress Response and ABA Signaling in Arabidopsis
The plant hormone abscisic acid (ABA) regulates many aspects of plant development and the stress response. The intracellular E3 ligase SDIR1 (SALT- AND DROUGHT-INDUCED REALLY INTERESTING NEW GENE FINGER1) plays a key role in ABA signaling, regulating ABA-related seed germination and the stress response. In this study, we found that SDIR1 is localized on the endoplasmic reticulum membrane in Arabidopsis thaliana. Using cell biology, molecular biology, and biochemistry approaches, we demonstrated that SDIR1 interacts with and ubiquitinates its substrate, SDIRIP1 (SDIR1-INTERACTING PROTEIN1), to modulate SDIRIP1 stability through the 26S proteasome pathway. SDIRIP1 acts genetically downstream of SDIR1 in ABA and salt stress signaling. In detail, SDIRIP1 selectively regulates the expression of the downstream basic region/leucine zipper motif transcription factor gene ABA-INSENSITIVE5, rather than ABA-RESPONSIVE ELEMENTS BINDING FACTOR3 (ABF3) or ABF4, to regulate ABA-mediated seed germination and the plant salt response. Overall, the SDIR1/SDIRIP1 complex plays a vital role in ABA signaling through the ubiquitination pathway.