Developmental Cell—刘路组揭示MCTP蛋白调控的生长素信号转导新机制

生长素在植物器官发生和形态发生中起着关键作用。作为重要的调节因子，生长素分布在整个植物体内，但在空间上以不同的方式协调植物的生长。植物通过生长素响应因子（Auxin Response Factor, ARF）调节生长素驱动的转录反应。

近日，协同创新中心刘路课题组在Developmental Cell杂志在线发表了题为"MCTP controls nucleocytoplasmic partitioning of AUXIN RESPONSE FACTORs during lateral root development"的研究论文。该论文明确了MCTP蛋白调控的生长素信号转导新机制。

植物激素生长素精准调控植物生长和发育的几乎所有方面。生长素响应因子ARF控制生长素响应基因的转录，它可以在细胞质中以凝聚物状态存在，亦可以以单体形式存在于细胞核。ARF蛋白的核质分布可以调节生长素敏感性并使植物对生长素的响应调节多样化。然而，ARF蛋白的核质分布的动态控制在很大程度上仍然不清楚。

本研究表明具有C2结构域和跨膜区域的MCTP家族可以调控生长素响应因子ARF蛋白的核质分配，进而决定侧根发育。MCTP蛋白在侧根中高度表达，并与ARF7/19蛋白在细胞质特异性相互作用，进而使ARF7/19蛋白的胞质凝聚物解聚。这促进了ARF7/19蛋白在侧根原基中的核定位与侧根发育。本研究表明MCTP是调节生长素响应的关键开关，并证明了MCTP-ARF信号模块对于植物根系的建立至关重要。

上海交通大学农业与生物学院助理研究员玄立杰为该论文第一作者，刘路副教授为唯一通讯作者。新加坡国立大学俞皓院士、上海交通大学薛红卫教授与龚清秋副教授对该论文进行了指导。本研究得到了上海市现代种业协同创新中心、国家自然科学基金、上海市农业科技服务中心科技兴农项目及上海交通大学启动经费项目的资助。 

论文链接：https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(24)00573-2