调节蛋白质核质转运往往是细胞信号转导的重要环节之一，参与植物对生物节律、激素、非生物和生物胁迫的响应。核转运受体（NTR）介导蛋白质的入核和出核转运，包括核输入受体（Importin）和核输出受体（Exportin）。XPO1/CRM1是核输出受体，介导蛋白质从细胞核向细胞质的转运。 植物中XPO1底物蛋白鉴定及其底物蛋白核质转运的生物学意义少有报道。
近日， Molecular Plant 在线发表了华南农业大学 朱国辉 教授和上海植物逆境生物学研究中心 朱健康 教授课题组题为 Nucleocytoplasmic Trafficking of the Arabidopsis WD40 Repeat Protein XIW1 Regulates ABI5 Stability and Abscisic Acid Responses 的研究论文。该研究在拟南芥中鉴定了一个XPO1互作蛋白XIW1（XPO1-Interacting WD40 protein 1），XIW1的出核转运依赖于XPO1。研究还发现，ABA和逆境胁迫影响XIW1的核质转运，XIW1在细胞核的积累可增强ABI5的稳定性，从而正调节ABA信号途径。
通过对XPO1A转基因植株蛋白的免疫共沉淀和质谱分析，鉴定了一个富含WD40结构域的蛋白XIW1。在烟草和转基因材料的实验表明，LMB（XPO1抑制剂）处理或者对XIW1蛋白NES序列点突变，会促使XIW1在细胞核积累，表明XIW1的出核转运依赖与XPO1。研究发现，XIW1功能缺失突变体xiw1-1表现为ABA不敏感表型，且ABA处理条件下xiw1中ABI5转录和蛋白水平低于野生型；RNA-seq结果表明xiw1-1与abi5有类似的基因表达谱，遗传学证据表明ABI5介导了XIW1对ABA信号响应的调节。
进一步研究发现，XIW1是一个核质分布蛋白。拟南芥在正常生长条件下时，XIW1主要定位于细胞质，而ABA处理或者非生物胁迫可促使XIW1在细胞核内聚集。XIW1在细胞核内与ABI5存在直接互作，并起到减缓ABI5降解速率的作用，从而正调节ABA信号途径（图）。
图：XPO1-XIW1-ABI5信号级联过程及其对ABA信号的调节
综上， 本研究 解析了XPO1-XIW1-ABI5信号级联过程，阐明了一种通过蛋白核质转运调节ABA信号途径的新机制； 同时，过量表达XIW1或者促使XIW1在细胞核内表达，均可提高植物的抗旱性，有一定的应用前景。
据悉，华南农业大学生命科学学院研究生 徐学中 、 万旺 和 江国彬 为该论文的共同第一作者，华南农业大学 朱国辉 教授和上海逆境生物学研究中心 朱健康 教授为论文的通讯作者。该项目受到国家自然科学基金的资助。
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