南京师范大学朱自强团队揭示植物高温胁迫应答新机制

近 日 ， 南京师范大学 生命科学学院朱自强教授研究团队在国际植物学经典期刊The Plant Journal上发表 了题为High temperature-responsive DEAR4 condensation confers thermotolerance through recruiting TOPLESS in Arabidopsis nucleus研究论文 ，揭示 了 转录因子DEAR4 通过 液-液相分离（LLPS） 招募 转录共抑制因子 TPL 形成核内共凝聚体，介导 下游 一系列转录级联反应 ， 增强植株耐 高温能力 的调控机制。 该文被选为本期 杂志 封面论文，并配以 专 文评述。

植物作为一种固着生物，无法主动回避不利环境，极易遭受 高温 的伤害，体内蛋白质 会发生错误折叠或 聚集。因此，为抵御高温胁迫造成的损伤，植物体内热激蛋白HSPs含量 会 迅速增加，帮助机体清理错误折叠或聚集的蛋白质，赋予植株一定的耐热性。 研究团队发现一个含EAR-motif的转录抑制因子DEAR4在 拟南 芥 响应高温胁迫过程中发挥正调控作用。进一步研究发现高温能够诱导DEAR4蛋白发生LLPS形成明显的核内大分子凝聚体， 该凝聚体的形成 促使其互作 蛋白TPL的凝集，在细胞核内形成DEAR4-TPL共凝聚体。同时， 转录组 测序分析发现DEAR4能够直接结合并抑制 GASA5 （植物高温胁迫负调控因子）的表达，间接促进 HSPs 基因的转录。此外，进一步的机制研究发现高温诱导的DEAR4-TPL共凝聚体促使其局部蛋白浓度迅速升高，增强其与靶基因 GASA5 的结合，进一步招募组蛋白去乙酰化酶促进 GASA5 染色质组蛋白的去乙酰化修饰，抑制 GASA5 的表达，下游 HSPs 基因上调表达，最终赋予植物一定的耐热性。该研究从高温胁迫这一全球气候问题入手，发掘并解析了新的耐高温转录因子DEAR4通过液-液相分离介导植物高温胁迫应答的机制，有助于完善植物高温胁迫应答的转录调控网络，对培育耐高温作物新品种具有理论指导意义。

南京师范大学生命科学学院博士后王齐为论文的第一作者，南京师范大学朱自强教授为通讯作者 ， 南京师范大学宫震博士也参与了该项研究工作 。

论文链接：

https://doi.org/10.1111/tpj.70172