研究揭示蛋白質SUMO化修飾精細調控植物次生細胞壁增厚新機制

1月18日，PLOS Genetics雜誌在線發表了中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所李來庚研究組題目為SUMO modification of LBD30 by SIZ1 regulates secondary cell wall formation in Arabidopsis thaliana的研究論文，揭示了蛋白質SUMO(small ubiquitin-related modifier)化修飾精細調控植物次生細胞壁增厚新機制。

細胞壁是植物細胞區別於動物細胞的主要特徵之一。所有植物細胞都具有初生細胞壁，一些細胞類型，例如維管組織的纖維細胞和管狀細胞中，需要形成加厚的次生細胞壁，為植物的直立生長提供機械支撐力以及水分和養分長途運輸通道。次生細胞壁形成直接影響植物生長發育和抗逆性狀，次生細胞壁加厚過程在時空上受到多層次的精細、複雜和嚴格的調控。

SUMO化修飾是一種蛋白翻譯後的修飾方式。SUMO化修飾在蛋白質之間相互作用、蛋白質在細胞內的定位、轉錄因子活性等方面發揮多種調節功能。近日，李來庚研究組發現轉錄因子LBD30通過SIZ1介導的SUMO化修飾作用於擬南芥纖維細胞次生細胞壁加厚過程。研究證明了LBD30的SUMO化修飾直接對纖維細胞壁加厚的轉錄程序進行調控。SUMO化的LBD30促進細胞壁加厚的轉錄程序啟動，如果LBD30不被SUMO化，則該細胞壁加厚程序不能正常啟動(如圖所示)。該研究首次發現了蛋白質SUMO化修飾在調控次生細胞壁形成中的重要功能，揭示了次生細胞壁形成多層次調控網路的一個新途徑，為實現對細胞壁生物質的精確和定向改造提供了一條新的可操作技術路徑。

博士生劉暢和哈斯為該論文的共同第一作者。該研究由國家自然科學基金委、科技部重點研發計劃和中科院戰略先導項目提供經費支持。

研究揭示蛋白質SUMO化修飾精細調控植物次生細胞壁增厚新機制

來源：中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所

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