陕西
撰文、责编 | 王一
雷帕霉素靶蛋白(Target of Rapamycin, TOR) 是一个在真核生物中高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。TOR一个重要的生长发育调控因子，响应葡萄糖能量信号、营养信号以及胁迫信号，调控植物从胚胎形成到衰老死亡的各个生长发育阶段和植物非生物胁迫及生物胁迫的适应过程。尽管TOR在多种生物过程中发挥关键作用，但目前对TOR调控植物的发育转变以及和分化依然知之甚少。
9月14日，哈佛医学院／马萨诸塞州总医院Jen Sheen教授实验室在Nature发表了题为Glucose-driven TOR–FIE–PRC2 signalling controls plant development的研究论文，揭示了一个调控植物发育的关键信号通路——glucose–TOR–FIE–PRC2。
组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化 （H3K27me3） 是一类维持基因和基因组沉默的关键组蛋白修饰，在动植物生长发育和环境适应性应答中发挥着重要的调控作用。该研究发现，受葡萄糖激活的TOR激酶控制拟南芥全基因组H3K27me3。FERTILIZATION-INDEPENDENT ENDOSPERM (FIE) 是催化H3K27me3的多梳抑制复合物2（PRC2）的一个重要组分， 该研究发现，FIE是TOR的一个靶点。受到TOR磷酸化后，FIE从细胞质易位到细胞核。FIE上磷酸化位点的突变影响了全基因组H3K27me3，引起转录组变化，最终破坏了植物器官的发生。此外，葡萄糖-TOR-FIE-PRC2信号调节春化诱导的花发育转变。
最后，研究人员提出，glucose–TOR–FIE–PRC2信号作为营养检查点，引起关键转录因子基因的表观遗传沉默，这些基因决定茎和根分生组织中的干细胞命运，并控制叶、花等的发育，以及营养生长向生殖生长的转变。总之，该研究揭示了营养信号在表观基因组重编程中关键机制，对研究多细胞生物的发育调控具有重要的借鉴意义。
glucose–TOR–FIE–PRC2信号途径作用模式图
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05171-5
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