清華新聞網(wǎng)2月17日電 在整個(gè)生命周期中,，植物需要面臨各種環(huán)境壓力的挑戰(zhàn)，因此進(jìn)化出了許多復(fù)雜且精巧的機(jī)制來(lái)迅速有效地感知和響應(yīng)脅迫環(huán)境,。過(guò)去的幾十年里,，這些機(jī)制得到了廣泛而深入的探索，近期的研究更加突顯了生物分子凝聚體在植物脅迫感知和響應(yīng)中的關(guān)鍵作用,。
2月10日,，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院方曉峰課題組應(yīng)邀在《植物通訊》（Plant Communications）撰寫(xiě)了題為“植物中脅迫感知和響應(yīng)的生物分子凝聚體”（Stress sensing and response through biomolecular condensates in plants）的綜述論文，總結(jié)了生物分子凝聚體在植物脅迫感知和響應(yīng)中的研究進(jìn)展,，討論了凝聚體感知脅迫信號(hào)并引發(fā)下游反應(yīng)的機(jī)制,，并進(jìn)一步展望了生物分子凝聚體在植物脅迫響應(yīng)方面的研究潛力和挑戰(zhàn)。
圖1.生物分子凝聚體在脅迫感知與響應(yīng)中的作用
作者首先概述了經(jīng)典且保守的生物分子凝聚體的脅迫感知及響應(yīng)機(jī)制,，包括應(yīng)激顆粒（Stress granules, SGs）,、P小體（Processing bodies, PBs）以及核仁等。結(jié)合源自酵母和動(dòng)物的研究結(jié)果,，作者討論了這些經(jīng)典的凝聚體的組裝過(guò)程,、如何感知脅迫信號(hào)并引發(fā)細(xì)胞反應(yīng)的機(jī)制、脅迫條件下的交互作用及意義等,。
隨后,，作者對(duì)近年來(lái)新報(bào)道的一些脅迫響應(yīng)凝聚體進(jìn)行了總結(jié)，從非生物脅迫和生物脅迫兩大方向進(jìn)行分類(lèi),。在非生物脅迫方面,，作者主要概述了溫度脅迫相關(guān)的凝聚體（包括高溫脅迫、低溫脅迫）,、水分脅迫相關(guān)的凝聚體（包括滲透脅迫,、鹽脅迫等），以及植物生長(zhǎng)過(guò)程中環(huán)境信號(hào)改變誘導(dǎo)的凝聚體等,。在生物脅迫方面,，作者對(duì)植物免疫及調(diào)節(jié)過(guò)程中發(fā)揮作用的凝聚體進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)其功能和意義進(jìn)行了細(xì)致的梳理,。
圖2.植物細(xì)胞中脅迫響應(yīng)相關(guān)的生物分子凝聚體
生物分子凝聚體為我們理解植物脅迫響應(yīng)提供了新的視角,。然而，目前我們所了解的僅僅是冰山一角。作者最后討論了幾個(gè)未來(lái)值得探索的研究方向,，包括更深入地理解凝聚體如何作為脅迫感受器和調(diào)控元件,，發(fā)掘更多脅迫響應(yīng)相關(guān)的凝聚體，探索長(zhǎng)時(shí)間脅迫條件下凝聚體的功能及變化,，并有望通過(guò)針對(duì)性地調(diào)控凝聚體功能輔助抗逆高產(chǎn)作物的育種工作等,。
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士研究生彭佳璇和于藝丹為論文第一作者，方曉峰副教授為論文通訊作者,。研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目的支持,。
論文鏈接：
https://www.cell.com/plant-communications/fulltext/S2590-3462(24)00646-1
供稿：生命學(xué)院
編輯：李華山
審核：郭玲
