中文标题：拟南芥中重复WD40结构域蛋白XIW1的核质转运调节ABI5稳定性和脱落酸反应

文章作者：朱国辉教授课题组

发表单位：华南农业大学生命科学学院

期刊：Molecular Plant，IF=10.8

点击下载文献

研究背景：

今天为大家解读一篇ABA 信号途径调节的新机制。

调节蛋白质核质转运往往是细胞信号转导的重要环节之一，参与植物对生物节律、激素、非生物和生物胁迫的响应。核转运受体（NTR）介导蛋白质的入核和出核转运，包括核输入受体（Importin）和核输出受体（Exportin）。XPO1/CRM1是核输出受体，介导蛋白质从细胞核向细胞质的转运。而植物中XPO1底物蛋白鉴定及其底物蛋白核质转运的生物学意义少有报道。

研究结果

1：寻找到XPO1A的互作蛋白：XIW1

通过对XPO1A转基因植株蛋白的免疫共沉淀（见图）和质谱分析，鉴定了一个富含WD40结构域的蛋白XIW1（见图）。

2：XIW1的出核转运依赖与XPO1

证据一：在烟草和转基因材料的实验表明，LMB（XPO1抑制剂）处理或者对XIW1蛋白NES序列（核输出序列）点突变，会促使XIW1在细胞核积累。（见图）

证据二：通过酵母双杂实验表明：XPO1A是通过XIW1蛋白NES序列发生互作。（见图）

综上：表明XIW1的出核转运依赖与XPO1。

3.XIW1基因的表型特征

研究发现，XIW1功能缺失突变体xiw1-1表现为ABA不敏感表型，

那为什么xiw1表现为ABA不敏感表型？？作者联系到一类植物脱落酸不敏感蛋白ABI5。

4：XIW1与ABI5的协同性

名词解释：植物脱落酸不敏感蛋白5(Abscisic acid-insensitive 5, ABI5)为碱性亮氨酸拉链类型(Basic leucine zipper, bZIP)的转录因子,在ABA信号途径中起重要作用。

ABA处理条件下xiw1中ABI5转录和蛋白水平低于野生型；

RNA-seq结果表明xiw1-1与abi5有类似的基因表达谱，遗传学证据表明ABI5介导了XIW1对ABA信号响应的调节。

5：应用领域意义

研究进一步发现，XIW1是一个核质分布蛋白。拟南芥在正常生长条件下时，XIW1主要定位于细胞质，而ABA处理或者非生物胁迫可促使XIW1在细胞核内聚集。XIW1在细胞核内与ABI5存在直接互作，并起到减缓ABI5降解速率的作用，从而正调节ABA信号途径。

因此，该研究解析了XPO1-XIW1-ABI5信号级联过程，阐明了一种通过蛋白核质转运调节ABA信号途径的新机制；同时，过量表达XIW1或者促使XIW1在细胞核内表达，均可提高植物的抗旱性，有一定的应用前景。

结论

该研究在拟南芥中鉴定了一个XPO1互作蛋白XIW1（XPO1-Interacting WD40 protein 1），XIW1的出核转运依赖于XPO1。ABA和逆境胁迫影响XIW1的核质转运，XIW1在细胞核的积累可增强ABI5的稳定性，从而正调节ABA信号途径。