卡内基科学研究所王志勇博士应邀访问并作学术报告

2025年12月1日,国际著名的植物生物学家,卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)植物生物学系资深研究员、兼斯坦福大学(Stanford University)生物系教授王志勇博士,应基因功能研究与操控全国重点实验室王伟研究员的邀请,在生命科学学院金光楼101报告厅进行了题为“Molecular circuits integrating hormonal, metabolic, and environmental signals in plant growth and acclimation”的报告。

作为植物光形态建成、气孔发育、根茎发育必需的关键激素,油菜素内酯(BR)通过一套完整磷酸酶/激酶级联反应调控生长。该通路始于膜受体激酶BRI1对BR的感知,经由BSK1和BSU1的信号传递,去磷酸化抑制负调控因子BIN2,最终激活转录因子BZR1/2,激活下游目标基因表达。

油菜素内酯通路不是独立运作,而是与生长素、赤霉素及光/温/热信号途径共同调控细胞伸长和光形态建成等生理过程。油菜素内酯通路的BZR、光/温信号的PIF和生长素通路的ARF,这三类转录因子形成核心转录因子模块,赤霉素通路通过DELLA蛋白抑制这三类转录因子,此外,生物钟通过TOC1抑制PIF,建立了一个整合内源激素与外源环境信号的严密信号通路。

王志勇课题组的研究进一步揭示了油菜素内酯通路在细胞周期控制中的关键作用。在植物和莱茵衣藻中,BSL1去磷酸化CDKB以启动有丝分裂,替代了动物中CDC25的功能。这一发现不仅填补了植物细胞周期调控的空白,还因BSL1在莱茵衣藻和螺旋虫等真核生物中的保守性,使其有望成为抗寄生虫药物的靶点。

此外,王志勇课题组的工作通过蛋白质组学方法揭示了油菜素内酯通路与糖感应、代谢合成及翻译后修饰(O-GlcNAc及O-fucose)通路之间形成的复杂网络。在糖感应方面,拟南芥通过TOR激酶及糖基转移酶(SPY和SEC)感应能量状态,进而对BZR1和DELLA等关键蛋白进行修饰,调节生长信号。在代谢调控方面,油菜素内酯信号通路抑制BIN2,解除其对糖异生关键酶PCK1的抑制,从而促进糖异生,以维持代谢稳态。在细胞壁完整性维持方面,BIN2还与细胞壁感应通路(如FERONIA受体)互作,维持生长过程中的结构完整性。

本次报告由王伟研究员主持,王志勇教授的精彩报告拓展了与会师生对油菜素内酯调控植物生长发育分子机制的认识,报告结束后,王志勇教授与现场师生进行了长时间的互动交流,并悉心解答了与会师生的提问。