南方科技大學(xué)和北京大學(xué)合作發(fā)現(xiàn)CO寡聚化調(diào)控植物開花的機(jī)制

植物開花是植物從營養(yǎng)生長進(jìn)入生殖生長的重要轉(zhuǎn)變。植物通過對外部環(huán)境信號（如光周期、溫度等）和內(nèi)部環(huán)境信號（如生物鐘、激素水平等）做出及時、準(zhǔn)確的響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的花期調(diào)控。CONSTANS（CO）是光周期途徑中一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，它的CCT結(jié)構(gòu)域可以識別成花素（FLOWERING LOCUS T， FT）啟動子區(qū)域的多個TGTG序列，并激活FT的基因轉(zhuǎn)錄。然而，CO如何完成多位點(diǎn)共同識別的分子機(jī)制一直不明確。

2022年1月，南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院杜嘉木教授課題組和北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院何躍輝教授課題組合作在《Journal of Integrative Plant Biology》上在線發(fā)表了題為“Molecular basis of CONSTANS oligomerization in FLOWERING LOCUS T activation”的研究論文。該研究通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)及植物體內(nèi)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)B-box結(jié)構(gòu)域中特有的CDHH亞型鋅指結(jié)構(gòu)可以介導(dǎo)CO形成首尾相接的寡聚體，寡聚后的CO可以高效啟動FT轉(zhuǎn)錄的分子機(jī)制。

杜嘉木課題組前期體外生化試驗(yàn)結(jié)果表明，B-boxCO可以在溶液中寡聚化，寡聚化的CCTCO可高效識別FT轉(zhuǎn)錄子區(qū)域的多個TGTG位點(diǎn)，但CO是具體如何形成寡聚體的分子機(jī)制并不清晰，這種寡聚化如何影響植物開花也不明確。為深入而完整的理解這一通路，杜嘉木課題組通過晶體生物學(xué)的手段解析CO蛋白的BBX結(jié)構(gòu)域，發(fā)現(xiàn)CO的2個BBX結(jié)構(gòu)域中都有一種特別的鋅指結(jié)構(gòu)（CDHH-type Zinc finger），其可以通過氫鍵、鹽橋以及疏水相互作用使得兩個CO分子形成首尾相接的寡聚模式。何躍輝課題組在體內(nèi)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在植物體內(nèi)過表達(dá)上述蛋白突變體無法回補(bǔ)CO突變體帶來的晚花表型，而過表達(dá)四聚化串聯(lián)CCT結(jié)構(gòu)域的融合蛋白，可以部分回補(bǔ)晚花表型，說明B-box結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)的寡聚化在CO激活FT轉(zhuǎn)錄的過程中起到重要作用。