前沿研究：SnRK2激酶如何应对渗透胁迫成功解抑制
前沿研究：SnRK2激酶如何应对渗透胁迫成功解抑制
在植物科学领域，中国科学院分子植物科学卓越创新中心赵杨研究组在《Science Advances》期刊上发表了一项重要研究，揭示了SnRK2激酶如何感知大分子聚集信号，从而在干旱、高盐等环境胁迫下破解其抑制机制。这一发现为农作物抗逆改良提供了新的思路。
在植物科学的前沿，渗透胁迫对植物生长与生存造成的挑战引发了广泛关注。近期，中国科学院分子植物科学卓越创新中心的赵杨研究组在国际权威期刊《Science Advances》上发表了一项重要研究，揭示了SnRK2激酶如何感知大分子聚集信号，从而在干旱、高盐等环境胁迫下破解其抑制机制，这一发现为农作物抗逆改良提供了新的思路。
渗透胁迫是由干旱、盐分及低温等非生物胁迫引起的，它对植物生长的影响深远，甚至直接影响到粮食生产的安全。研究发现，植物细胞在遭受渗透胁迫时，会经历一系列生理变化如膨压和细胞壁完整性改变，同时这些变化也在细胞内触发一系列的反应。尤其是在信号传递通路中，SnRK2激酶的作用尤为关键。
在正常情况下，SnRK2的激活受到PP2C蛋白磷酸酶的抑制。然而，在高渗透胁迫下，SnRK2被迅速激活。这项研究专注于第I亚组SnRK2（如SnRK2.1、SnRK2.4等）的行为，为其解抑制的机制提供了全新的视角。赵杨研究组通过对拟南芥幼苗的实验观察，发现当植物处于300mM甘露醇的环境中时，第III亚组SnRK2被激活，而第I亚组仍然保持抑制状态。当环境中的甘露醇浓度提高至600mM时，这两个亚组均被激活，表明它们对渗透压力的响应机制存在显著差异。
进一步的实验表明，第I亚组SnRK2在高渗透环境中能感知到大分子聚集信号，并通过相分离的方式解除与ABI1的抑制。ABI1作为第I亚组SnRK2的重要负调控因子，因其在正常和高渗透条件下的空间分布变化而影响SnRK2的激活。这种相分离会形成可逆的凝聚体，且在恢复低渗环境后，这些凝聚体可以有效地消失。
研究还发现，这一过程与SnRK2分子的结构相关，特别是IDR结构域在构成相分离的作用上至关重要。失去该结构域的SnRK2无法成功感知高渗透所导致的大分子聚集，也无法被有效激活。这样的发现不仅深化了我们对植物应对外界压力机制的理解，也为未来对农业抗逆性的研究和应用提供了重要基石。
该研究的结果让人深思。例如，如何通过调节SnRK2在渗透胁迫条件下的表达或激活状态，来提高某些作物在干旱或盐碱地的生长能力，可能成为农业生物技术的一个发展方向。此外，整个实验过程也启示我们，科学研究应更关注不同氛围环境下植物的生理反应机制。
总的来看，赵杨研究组的这一最新成果揭示了SnRK2在植物信号传递中的重要性，展示了植物细胞如何通过识别外部压力信号及相应反应，来维持其生理稳定性。这项研究不仅丰富了植物生物学领域的知识体系，而且为农业科技的进步提出了新思路，是未来抗性品种培育的关键一步。
本文原文来自搜狐