责编 | 王一
核内复制(Endoreduplication) 是指细胞核内发生基因组复制，但不进行细胞分裂，导致细胞核内基因组倍性增加的现象。核内复制现象在动物与植物中普遍存在，与细胞的大小、器官的生长发育以及新陈代谢能力等密切相关。然而，核内复制如何调控细胞和器官生长的分子机制尚不清楚。
近期，中国科学院遗传与发育生物学研究所李云海团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所汪迎春研究员、河南大学宋纯鹏教授、郭思义教授和中科院微生物所钱韦研究员合作发现了核内复制调控细胞和器官大小的新机制。相关研究成果以The UBP14-CDKB1; 1-CDKG2 cascade controls endoreduplication and cell growth in Arabidopsis为题于2022年1月7日在线发表在The Plant Cell杂志上。
李云海团队和中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究员、刘翠敏研究员的前期合作研究报道了拟南芥UBP14/DA3通过APC复合物调控下游CDKB1;1和CYCA2;3蛋白积累量从而调控核内复制和细胞生长的机制 (Xu et al., 2016, Plant Cell)。近期该团队在筛选da3-1突变体卷叶表型的抑制子中发现了sud6-1突变体 (suppressor of da3-1 6 )。sud6-1显著抑制da3-1突变体真叶变卷、子叶增大和核内复制增强等表型。基因克隆发现，SUD6编码细胞周期蛋白依赖性激酶CDKG2。sud6-1与sud6-ko (CDKG2的T-DNA插入突变体) 具有细胞面积变小和核内复制水平降低的表型。SUD6的过表达株系具有细胞面积增大和核内复制水平升高的表型，表明CDKG2/SUD6为细胞大小和核内复制的正调控因子。遗传分析表明，sud6-1抑制CDKB1;1.N161 (CDKB1;1的显性负突变体) 细胞面积增大，核内复制水平增加和叶表皮气孔密度降低的表型。生化分析发现，SUD6与CDKB1；1在体内体外直接相互作用。CDKB1;1可以磷酸化SUD6并影响其在植物体内的蛋白积累量，从而影响细胞的核内复制和生长。因此，该研究揭示了UBP14/DA3-CDKB1;1-CDKG2/SUD6介导的调控细胞核内复制和细胞器官生长的新机制。
图：拟南芥UBP14-CDKB1;1-SUD6途径调控核内复制和细胞生长的工作模型
李云海研究组江珊博士为该论文的第一作者，李云海研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中科院先导专项等资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plcell/koac002
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