鄧興旺教授是世界著名的生物學(xué)家，現(xiàn)任北京大學(xué)長(zhǎng)江特聘教授，美國(guó)耶魯大學(xué)分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)系終身教授，其研究組致力于植物分子遺傳及生理學(xué)方面的研究。90年代初繼鄧興旺實(shí)驗(yàn)室利用植物研究體系發(fā)現(xiàn)和研究COP1的重要作用與分子機(jī)制后，哺乳動(dòng)物中COP1重要功能也逐漸受到廣泛關(guān)注。COP1 (CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1) 是植物光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的核心抑制因子。在模式植物擬南芥中，COP1與SPA (SUPPRESSOR of phyA-105) 蛋白形成十分緊密的復(fù)合體，作為E3泛素連接酶通過(guò)介導(dǎo)光信號(hào)的正調(diào)控因子泛素化降解來(lái)參與植物多個(gè)光控生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程調(diào)控。這些重要的生物學(xué)過(guò)程包括植物幼苗的光形態(tài)建成、避蔭反應(yīng)及開(kāi)花等。它可通過(guò)介導(dǎo)不同關(guān)鍵蛋白泛素化降解參與到人類重大疾病發(fā)生與代謝等調(diào)控中。

近期鄧興旺研究組發(fā)文，指出除作為E3泛素連接酶發(fā)揮功能外，COP1/SPA復(fù)合體在持續(xù)黑暗培養(yǎng)的植物幼苗中可通過(guò)非蛋白降解途徑來(lái)抑制光形態(tài)建成。這一研究結(jié)果對(duì)于深入發(fā)掘動(dòng)植物中COP1的新功能與作用機(jī)制提供重要啟示。

這一成果公布在3月4日的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）雜志上，文章的第一作者為凌俊杰博士，李健博士后。

研究結(jié)果顯示，COP1/SPA復(fù)合體可通過(guò)對(duì)植物激素油菜素內(nèi)酯信號(hào)通路中重要負(fù)調(diào)控因子BIN2 (BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE 2)的活性抑制，促進(jìn)另一類光形態(tài)建成抑制因子中的PIF3 (PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 3)蛋白穩(wěn)定性來(lái)發(fā)揮功能。

BIN2 編碼一個(gè)Glycogen synthase kinase 3類激酶，在黑暗條件下作用在COP1下游。研究發(fā)現(xiàn)BIN2是PIF3的一個(gè)激酶，黑暗條件下可直接介導(dǎo)其磷酸化與降解。這項(xiàng)研究在擬南芥中揭示了COP1抑制光形態(tài)建成的新作用層面，拓展了人們對(duì)于植物光形態(tài)建成精細(xì)調(diào)控的新認(rèn)識(shí)。鑒于COP1在動(dòng)植物體系中的功能重要性與保守性，這一研究結(jié)果對(duì)于深入發(fā)掘動(dòng)植物中COP1的新功能與作用機(jī)制提供重要啟示。

鄧興旺研究組成果頗多，去年他們?cè)靡粋€(gè)命名為OsNP1的核基因，構(gòu)建了一個(gè)水稻雄性不育系。OsNP1編碼一個(gè)假定的葡萄糖——調(diào)節(jié)絨氈層和花粉外壁形成的甲醇–膽堿氧化還原酶；它在絨氈層和小孢子中是特異表達(dá)的。osnp1突變體植株表現(xiàn)出正常營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，但卻是對(duì)環(huán)境條件不敏感的完全雄性不育。OsNP1與一個(gè)α-淀粉酶基因相結(jié)合，耗竭轉(zhuǎn)基因花粉和紅色熒光蛋白（DsRed）基因，以標(biāo)記轉(zhuǎn)基因種子，并轉(zhuǎn)化為osnp1突變體。