重大进展，安徽农业大学校长程备久等课题组Nature子刊发文，揭示了拟南芥中糖响应相关生长与发育的分子机制

iNature：2018年4月18日，安徽农业大学校长程备久课题组与中科院遗传与发育生物学研究所李云海课题组、中科院植物研究所郑雷英课题组等人合作在Nature communications 上在线发表了题为“BRI1 and BAK1 interact with G proteins and regulate sugar-responsive growth and development in Arabidopsis”的研究论文，研究人员报告BRI1和BAK1参与糖响应的有关生长和发育。葡萄糖以浓度依赖性方式影响BRI1和BAK1的物理相互作用和磷酸化。该研究结果揭示了BR受体与G蛋白结合以调节糖响应性生长和发育的重要遗传和分子机制。 

糖不仅起到能源和碳骨架供应的关键作用，而且还作为调节酵母，动物和植物中各种生长和发育过程的信号分子。 在酵母，动物和植物中，几种糖敏感和信号机制在进化上是保守的，例如G-蛋白质信号和TOR信号。与酵母和动物不同，植物是通过光合作用产生糖的自养生物。 糖类从生产来源转移到植物中呼吸和贮存等需求大的地方。 因此，植物可能拥有额外的调控机制，通过这些调控机制植物感知碳的状态以调节其生长和发育。

BRI1和BAK1在糖反应中起关键作用

已经通过酵母，动物和植物中的保守性鉴定了涉及植物糖感应和信号传导的几种调控途径。拟南芥己糖激酶（HXK1）起葡萄糖传感器的作用。植物SNF1相关激酶1（SnRK1）蛋白是哺乳动物中AMP激活蛋白激酶（AMPK）和酵母中Snf1蔗糖非发酵蛋白1（Snf1）的同源物，在糖代谢和糖信号传导中起着至关重要的作用。雷帕霉素靶标（TOR）在动物和酵母中对饥饿诱导的AMPK / Snf1激酶起拮抗作用。

G蛋白与BRI1和BAK1共同作用

已显示植物TOR复合体将光合作用驱动的葡萄糖营养状态与生长过程联系起来。已知G蛋白信号可以介导酵母和拟南芥中的糖应答。 G蛋白偶联途径通过膜受体和G蛋白亚基（Gα，Gβ和Gγ）将信号传递至下游效应子。在拟南芥中，糖诱导的G蛋白活化由G蛋白信号转导1（RGS1）的调节剂介导，RGS1是葡萄糖的一种受体或者辅助受体。在拟南芥中，RGS1的突变导致糖不敏感的生长，而G蛋白亚基的突变导致糖敏感的表型。

BRI1和BAK1与G蛋白相互作用

糖作为信号分子来调节植物，酵母和动物的生长，发育和基因表达。糖与植物激素信号的协调对于植物生长和发育至关重要。糖的可利用性与激素依赖性生长之间的分子联系很大程度上是未知的。在这里，研究人员报告BRI1和BAK1参与糖响应的有关生长和发育。葡萄糖以浓度依赖性方式影响BRI1和BAK1的物理相互作用和磷酸化。 

AGB1和AGG3的磷酸化影响糖反应

BRI1和BAK1与调节糖信号所必需的G蛋白物理相互作用。生化数据显示BRI1可以磷酸化G蛋白β亚基和γ亚基，而BAK1可以磷酸化G蛋白γ亚基。遗传分析表明BRI1和BAK1在与G蛋白亚基的共同途径中起作用以调节糖响应。综上所述，研究结果揭示了BR受体与G蛋白结合以调节糖响应性生长和发育的重要遗传和分子机制。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-018-03884-8

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