清华大学Nature文章发表重要研究成果

　　

生物通报道  来自清华大学、中国科学院的研究人员证实，DWARF14是独角金内酯（strigolactone）的一种非经典激素受体。这一重要的研究发现发布在8月1日的《自然》（Nature）杂志上。

清华大学的谢道昕（Daoxin Xie）教授、娄智勇（Zhiyong Lou）副教授及饶子和（Zihe Rao）院士是这论文的共同通讯作者。

植物的生长发育受到一系列环境因素的影响，与此同时植物在生长过程中也形成了精确的激素转导系统与外界环境进行信号交流。激素通过调节细胞的生长发育来调节植物的种子萌发、形态建成、成熟衰老和死亡等过程。随着植物生理学的发展，除传统的植物激素外，越来越多的生长物质被认可为植物激素，独脚金内酯就是其中一种。

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独脚金内酯是近几年新发现的一种重要的植物激素，该激素在植物生长发育及适应外界环境变化的过程中具有重要的感知和信号转导作用。对独脚金内酯遗传学、生物化学以及结构生物学方面的研究，能够帮助解决世界范围内寄生植物危害、提供粮食产量、优化低氧分投入、高产量、高质量的粮食品种问题，为开发新型除草剂提供结构基础。

2013年，中科院李家洋院士与徐华强课题组、钱前课题组合作，在解析独角金内酯信号转导分子机理研究中取得了奠基性的突破。他们发现，D53基因负调控了独角金内酯信号转导。这一研究成果发布在Nature杂志上（中科院最新Nature文章 ）。

2014年，李家洋院士与王永红研究员领导中科院遗传与发育生物学研究所的研究人员证实，独角金内酯通过抑制生长素的生物合成降低地上部的向重性（shoot gravitropism）调控了水稻的分蘖角度。这一研究发现发表在PNAS上（李家洋院士PNAS发表水稻研究新发现 ）。

2015年，徐华强课题组与李家洋课题组以及澳大利亚塔斯马尼亚大学Steven M Smith课题组共同合作，成功解析了独脚金内酯代谢物与DWARF14活性中心共价螯合结构以及受体DWARF14与激素GR24复合物晶体结构，同时创新性地发现了DWARF14以及同源蛋白DAD2在激素存在时的不稳定性，提示了独角金内酯信号通路新的作用机制。研究成果于发表于Cell Research杂志上（徐华强教授Cell Res发表新成果）。 

在最新的Nature文章中，研究人员指出经典激素受体可以可逆地、非共价结合生物合成酶生成的一些活性激素分子触动信号传导。α/β水解酶DWARF14 (D14)可以水解植物独脚金内酯，与F-box蛋白D3/MAX2互作，其有可能参与了检测独脚金内酯。然而，目前尚有待确定活性形式的独脚金内酯，也还不清楚哪些蛋白作为真正的独脚金内酯受体以何种方式直接结合了活化形式的独脚金内酯。

在这里，他们报告称获得了独脚金内酯诱导的AtD14–D3–ASK1复合物晶体结构，揭示出拟南芥(At)D14经历了从开放到闭合的状态转换，触发了独脚金内酯信号，并证实独脚金内酯被水解成一个共价连接的中间分子(CLIM)来启动AtD14构象改变促进了与D3的互作。值得注意地是，分析高度分支拟南芥突变体d14-5显示AtD14(G158E)突变体维持了酶活性可水解独脚金内酯，但无法有效地与D3/MAX2互作，丧失了作为受体触发植物独脚金内酯信号的能力。

这些研究发现揭示出了独脚金内酯水解为CLIM介导AtD1变构激活的机制，确定了AtD14是独脚金内酯的一个非经典激素受体，其发挥双重功能生成并感知了活性形式的独脚金内酯。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

DWARF14 is a non-canonical hormone receptor for strigolactone

Classical hormone receptors reversibly and non-covalently bind active hormone molecules, which are generated by biosynthetic enzymes, to trigger signal transduction. The α/β hydrolase DWARF14 (D14), which hydrolyses the plant branching hormone strigolactone and interacts with the F-box protein D3/MAX2, is probably involved in strigolactone detection1, 2, 3. However, the active form of strigolactone has yet to be identified and it is unclear which protein directly binds the active form of strigolactone, and in which manner, to act as the genuine strigolactone receptor……

作者简介：

谢道昕 博士

教授，博士生导师，教育部****特聘教授，国家杰出青年基金获得者

主要科研领域与方向
生物体蛋白质的 “ 转录 / 翻译 ” 与 “ 降解 ” 是同样重要的命题。人们在 “ 转录和翻译 ” 的研究中取得了众所周知的突破。可以预见, 对蛋白质是如何被特一性降解的研究, 必将对生命科学的发展产生重要影响。
该实验室主要采用植物分子遗传、生物化学、功能基因组和蛋白组学等方法 , 研究蛋白降解途径和植物激素茉莉素调控植物生长发育及抗性的机理。

娄智勇

2002年获清华大学基础科学理学学士学位，2007年获清华大学生物学理学博士学位，2007年留校任清华大学医学院讲师，2010年12月任清华大学医学院副教授，娄智勇曾获2006年清华大学医学院学术新秀，2007年清华大学研究生“航天海鹰”学术新秀，2010年SCOPUS青年科学家新人奖等荣誉。
　　
主要研究方向：利用蛋白质晶体学，进行重要致病微生物(禽流感病毒、乙\丙型肝炎病毒、SARS冠状病毒、结核杆菌、EV71病毒、NDM-1“超级细菌”等)及与人类疾病相关蛋白质的结构与功能研究，以及基于结构的药物筛选工作。

饶子和

分子生物物理和结构生物学家，中国科学院院士，第三世界科学院院士，全国人大代表，中国科协常委，中国生物物理学会理事长，国际纯粹与应用生物物理联合会(IUPAB )理事会执行理事。

主要从事与重要病毒和肿瘤相关的蛋白质结构、功能以及创新药物的研究，取得了一系列重要的原创性的成果，在SARS病毒、禽流感病毒和膜蛋白的三维结构与功能的研究中做出了突出贡献。在国际学术刊物上发表研究论文218篇，其中Nature/Cell系列论文13篇，包括Nature 3篇，Cell 2篇，被引用超过2000次，同时申请并获发明专利6项。 

曾荣获1999年度求是杰出青年学者奖；2003年度何梁何利基金科学与技术奖；2006年度陈嘉庚科学奖；2006年度第三世界科学院最高奖-第里雅斯特科学奖(Trieste Science Prize)；2008年度（首届）谈家桢生命科学成就奖等奖项。