2020年4月17日，南方科技大学生物系邓兴旺院士课题组和南京农业大学许冬清教授合作在Plant Communications上在线发表了题为“A positive feedback loop of BBX11-BBX21-HY5 promotes photomorphogenic development in Arabidopsis ”的研究论文，揭示了植物光信号转导的新机制。

　　光不仅是植物进行光合作用的能源来源，还作为一种重要的环境信号分子调控植物的生长发育。植物幼苗的光形态建成是光信号调控植物生长发育的重要过程，该过程受到由不同的光受体，E3泛素化连接酶复合体和转录因子等所组成的分子网络体系调控。在植物光信号转导途径中，锌指蛋白BBX(B-box)家族成员发挥了重要作用，多个BBX蛋白参与COP1-HY5介导的信号通路，共同调控植物光形态建成。

　　光信号启动了植物体内将近三分之一基因的表达变化，最终促进植物进行光形态建成，成长为健康的幼苗。而这一转录调控体系在分子水平上受到诸多转录因子的控制。邓兴旺团队研究发现了一个新的光形态建成的正调控因子BBX11。BBX11能够与BBX21、HY5两个正调控转录因子协调促进光信号转导。在黑暗下，BBX21 和HY5受到E3泛素连接酶复合体COP1-SPA的泛素化而被降解，而BBX11却被COP1 所稳定，其可能被一个尚未鉴定的因子所降解。因此，BBX11, BBX21和HY5 在黑暗下蛋白丰度极低，不能促进光形态建成。在光下，积累的BBX21 和HY5可以分别结合到BBX11 和HY5 的启动子区域，并激活它们的表达。同时BBX11也可以直接和HY5的启动子区域结合并正调控HY5 基因表达。由此，这三个转录因子在转录水平上组成了一个正反馈调控体系，以参与调控植物体内受光调控的3000多个基因的表达，协同促进植物光形态建成。

BBX11-BBX21-HY5 正反馈转录调控的工作模型

　　本项研究工作以南科大生物系为第一单位。生物系已出站博士后赵先海和高级研究学者衡月芹博士为本文共同第一作者；生物系邓兴旺教授和南京农业大学农学院许冬清教授是本文共同通讯作者；北京大学现代农学院博士后王训成参与了本项研究的部分工作。

　　本项研究得到了南方科技大学、国家重点研发计划、国家自然科学基金、北大-清华生命科学联合中心以及中国博士后科学基金等支持。

文章链接: https://doi.org/10.1016/j.xplc.2020.100045

供稿：邓兴旺课题组

文字、图片：衡月芹