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Bio
在哈佛医学院和马萨诸塞州总医院工作和学习期间,我深入研究了TOR(target of rapamycin)蛋白激酶在植物生长和发育当中的作用。TOR蛋白激酶高度保守,存在于所有真核生物中。因为其可以整合各种营养,能量和胁迫信号来调控细胞的生长和分裂,TOR蛋白激酶被认为是一个最重要的生长和发育的宏观调控者并成为近年来最大的一个研究热点。在动物和人类中,TOR激酶主要被认为是通过蛋白翻译调控来对细胞的生长,发育以及对疾病,例如癌症,糖尿病,肥胖症,衰老等进行精密的调节和控制。在植物中,由于tor突变体导致早期胚胎死亡,以及普遍认为的植物对药物rapamycin的不敏感性,TOR激酶在植物中的遗传学,分子学和功能学研究基本上还处于空白阶段。为了克服这些研究难点,我首先建立了一整套全新和有效的系统来研究植物的TOR激酶,包括TOR激酶蛋白活性检测系统,可诱导的tor突变体系统和TOR激酶化合物抑制剂系统。通过这些新的技术和方法,我揭示了两个重大的发现。(1)推翻了传统普遍认为的植物对药物rapamycin耐受性的理论,证明了rapamycin仍然可以有效抑制拟南芥中的TOR激酶活性。我进一步发现过量表达FKBP12蛋白可以极大增强植物对rapamycin的敏感度,揭示了动物和植物中不同的FKBP12蛋白表达水平可能是造成动物和植物对药物rapamycin的敏感度不同的主要原因。这个发现也为将来对改造和提高药物rapamycin在人类疾病治疗的效果提供了可能(Xiong et al., JBC, 2012)。(2)揭示了TOR蛋白激酶能够接受和传导葡萄糖的代谢信号来促进植物的生长。尽管TOR激酶被认为是主要作用于蛋白翻译的调节,通过基因组学的研究,我们发现一个全新的TOR激酶功能:通过正向调控转录因子E2Fa来控制基因组表达变化并激活根尖分生组织的细胞分裂活性,激活细胞分裂循环从而促进植物的快速生长(Xiong et al, Nature,2013)。这些科研成果证明了植物的生长,发育和抗逆在很大程度上是通过TOR蛋白激酶偶连在一起的。此激酶在各种真核生物中的作用十分保守。因此,作为一项上游基理研究成果不仅在基础研究中有很重要的作用,而且对各种农作物,特别是水稻、大豆、玉米等我国重要的高等农业作物,提供了转基因性状改良的有效靶点,因此有着极为广泛的发展和应用前景。
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Wei Xin, Jianming Zhang,Yongdong Yu,Yunhe Tian,Hao Li,Xiaolu Chen,Wei Li,Yanlin Liu, Ting Lu, Biyun He,Yan Xiong,Zhenbiao Yang,
Current biology : CBno. 4 (2024): 868-880.e6
Molecular plantno. 10 (2023): 1635-1660
Quanzi Bai,Wenjing Yang,Guochen Qin,Baolin Zhao,Liangliang He, Xuan Zhang,Weiyue Zhao, Dian Zhou,Ye Liu,Yu Liu,Hua He,Million Tadege,
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