陕西
贯叶连翘（Hypericum perforatumm）被誉为“天然氟西汀”，是国际医药市场上最重要的抗抑郁植物制剂原料。褪黑素在贯叶连翘中的含量呈现节律性变化，但与动物中昼低夜高的规律模式不同，贯叶连翘褪黑素的积累量在白天达到峰值。目前尚不清楚植物内源生物钟系统是否与脊椎动物类似参与调节褪黑素的生物合成。
近日，陕西师范大学生命科学学院王喆之教授和周文副研究员团队在Science Advances期刊发表题为“Clock protein LHY targets SNAT1 and negatively regulates the biosynthesis of melatonin in Hypericum perforatum”研究论文，揭示了贯叶连翘内源褪黑素合成的昼夜调控机制。
该研究发现，贯叶连翘在12h Light/12h Dark光周期中，褪黑素信号在光照4小时积累量达到峰值，而且褪黑素合成通路关键限速酶基因HpSNAT1也变现出类似的节律性。根据对贯叶连翘野生型和HpSNAT1过表达株系之间差异表达基因KEGG分析，发现大量与昼夜节律相关的转录本富集，表明褪黑素信号通路与内源性昼夜节律系统之间存在密切关联。
通过酵母系统，以HpSNAT1启动子为诱饵，从贯叶连翘cDNA文库中共筛选得到39个不同的阳性克隆。其中，No.9通过比对为MYB-related生物钟蛋白LHY。作为植物生物钟系统的核心因子，LHY参与调节植物生长发育的多个方面。通过Y1H，EMSA，LUC等技术，发现HpLHY 能够与HpSNAT1启动子序列上的Evening Element (EE) motif (AAATATCT) 结构域直接结合并负调控HpSNAT1的表达。通过本课题组前期建立的贯叶连翘体内编辑系统，分别对HpLHY进行过表达与敲除。发现HpLHY过表达株系在12h Light/12h Dark光周期下褪黑素水平降低，而功能丧失突变体表现出高水平。但贯叶连翘转基因株系昼高夜低的节律性消失。
综上所述，该项工作首次解析了生物钟蛋白LHY对贯叶连翘中褪黑素昼高夜低节律性的调控机制，该研究对褪黑素合成调节领域提供了重要的科学依据。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6505
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