生物通报道 近日来自中国科学院植物研究所的研究人员证实一种植物转录因子在叶绿体反向调控中发挥了关键性的作用。新研究发现对于推动科学家们深入地了解叶绿体基因与核基因协同表达机制具有重要的意义。相关论文在线发表在9月20日的《自然通信》（nature communications）杂志上。

领导这一研究的是中科院植物研究所的张立新研究员，其早年毕业于四川大学，2000年度入选中国科学院“****”，2007年获得国家自然科学基础基金资助。以其在科研中的突出成果先后获得“新世纪百千万人才计划国家级人才”、北京青年科技奖、中国第十一届青年科技奖等奖励。近年来在国内外核心刊物Plant Cell、Plant J. Plant Physiol.等发表论文60余篇，被SCI引用500余次。

高等植物细胞中有3个拥有自己遗传物质的细胞器：细胞核、叶绿体和线粒体。细胞核拥有大部分的遗传信息并且调控着多数细胞器基因的表达、生长和发育。同时，叶绿体和线粒体也可以调控核基因的表达，即反向调控。叶绿体的发生和功能的维系需要同细胞核甚至是同线粒体间保持着复杂的信号沟通。它们之间只有相互协调才能使植物体适应外界环境条件的变化。此前科学家们主要侧重于叶绿体基因表达调控方面的研究，对于介导叶绿体向细胞核反向信号转导的分子机制却并不很清楚。

在这篇文章中，研究人员证实一种叶绿体被膜结合PHD转录因子PTM在多个叶绿体反向信号转导通路中发挥关键性的作用。叶绿体反向信号转导促使PTM发生溶蛋白性裂解，导致大量氨基末端PTM在细胞核中积聚，并以PHD依赖性方式激活与组蛋白修饰相关的ABI4转录，从而最终实现对核基因的表达调控。

新研究揭示了叶绿体反向信号转导中的关键因子，并促使我们对叶绿体基因与核基因协同表达机制有了新的认识。

张立新课题组长期致力于叶绿体发育与光合作用功能基因组学研究。不久前该课题组研究人员在拟南芥上对一种锚蛋白LTD(其突变可引起捕光叶绿素结合蛋白转运缺陷)进行了亚细胞定位成像分析和酵母双杂交分析，证实LTD可与信号识别颗粒（SRP）介导的蛋白识别转运途径及叶绿体内被膜上的蛋白质相互作用。研究结果表明LTD在捕光叶绿素结合蛋白分选并输入到叶绿体SRP依赖的蛋白识别转运途径中发挥了关键性的作用。这一论文在线发表在4月12日的《自然通信》（nature communications）杂志上。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

A chloroplast envelope-bound PHD transcription factor mediates chloroplast signals to the nucleus

Chloroplast development, maintenance and function depend on the coordinated expression of chloroplast and nuclear genes. The retrograde chloroplast signals are essential in coordinating nuclear gene expression. Although the sources of signals in chloroplasts have been identified and the associated transcription factors in the nucleus extensively studied, the molecular mechanism that relays chloroplast signals to the nucleus remains a mystery. Here we show that PTM, a chloroplast envelope-bound plant homeodomain (PHD) transcription factor with transmembrane domains, functions in multiple retrograde signal pathways. The proteolytic cleavage of PTM occurs in response to retrograde signals and amino-terminal PTM accumulates in the nucleus, where it activates ABI4 transcription in a PHD-dependent manner associated with histone modifications. These results provide a molecular basis for the critical function of PTM in retrograde chloroplast signaling and shed new light on the mechanism whereby chloroplast signals are transmitted to the nucleus through the cytosol.

作者简介：

作者简介：
张立新
男，博士，研究员，博士生导师。

现任植物研究所研究员、博士生导师，担任中国科学院光生物学重点实验室主任，植物研究所学术委员会副主任兼秘书长，中国植物学会副秘书长、中国植物生理学会常务理事、中国生物物理学会常务理事，Advances in Photosynthesis and Respiration的国际编委，Molecular Plant，Journal of Integrative Plant Biology、《科学通报》、《植物学报》和《生物物理学报》等刊物编委等职务。

个人经历
1992年四川大学学士,1997年兰州大学博士,同年进入芬兰图尔库大学从事博士后研究，曾在中科院寒区旱区环境与工程研究所、兰州大学工作，2000年度中国科学院“****”。 2007年获国家自然科学杰出基金资助。2008年入选“新世纪百千万人才计划国家级人才”。2009年获得“北京青年科技奖”，2010年荣获“中国第十一届青年科技奖”奖励。主要从事光合作用功能调控机理的研究。现主持国家重点基础研究发展计划（973项目）、国家自然科学基金重点项目、中国科学院知识创新工程重要方向项目等多项科研项目。近年来在国内外核心刊物Plant Cell、Plant J. Plant Physiol.等发表论文60余篇，被SCI引用500余次，并应邀在国内和国际会议上作学术报告10余次

主要研究方向:
叶绿体发育与光合作用功能基因组学，主要包括高等植物叶绿体发育的分子调控、类囊体膜色素蛋白复合物合成和降解的机理、光合作用光保护和光抑制的分子基础、叶绿体基因表达调控机理。

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