董愛武、甘建華和黃建勳團隊合作揭示植物不同MYB和bHLH轉錄因子選擇夥伴形成複合物的分子機製

董愛武、甘建華和黃建勳團隊合作揭示植物不同MYB和bHLH轉錄因子

選擇夥伴形成複合物的分子機製

2022年8月22日，万博英超狼队网官方网 董愛武、甘建華及黃建勳三個實驗室合作，於 Nature Plants雜誌在線發表了題為 “Structural insights into partner selection for MYB and bHLH transcription factor complexes” 的研究論文。

MYB和bHLH轉錄因子家族非常龐大，在模式植物擬南芥中存在300多個MYB家族轉錄因子和100多個bHLH家族轉錄因子。MYB和bHLH轉錄因子之間往往形成蛋白複合體發揮生理功能，不同的 MYB-bHLH複合物參與調節多種生理過程，包括器官發育、物質代謝以及生物和非生物脅迫響應等。擬南芥WEREWOLF (WER)為R2R3型MYB轉錄因子，可以與bHLH轉錄因子GL3/EGL3形成複合物，直接結合並激活GLABRA 2 (GL2)基因表達，GL2是決定表皮細胞命運的中心調節因子，其激活可促進非根毛細胞的產生。CAPRICE (CPC)是R3型MYB轉錄因子，CPC與WER競爭結合GL3/EGL3並抑製GL2表達，進而促進根毛細胞發育。擬南芥轉錄因子MYB29可以與bHLH轉錄因子MYC3形成複合體調節硫代葡萄糖苷的生物合成。

為了解析不同MYB-bHLH複合物相互作用和伴侶選擇的分子機製，董愛武團隊解析了三種MYB-bHLH複合物WER-EGL3、CPC-EGL3和MYB29-MYC3的晶體結構，揭示了兩種MYB-bHLH相互作用模式。WER和CPC分別是R2R3型和R3型MYB轉錄因子，但都通過其N端 R3結構域以相同的方式與EGL3結合。CPC中的氨基酸Met49對其與WER競爭結合EGL3至關重要。MYB29是一種R2R3型 MYB轉錄因子，通過其C端MYC結合基序與MYC3相互作用。進化生物學分析顯示WER-EGL3和MYB29-MYC3兩種結合模式適用於多個擬南芥MYB-bHLH複合物。該研究揭示了不同MYB和bHLH轉錄因子選擇夥伴形成複合物的分子基礎，同時闡明兩種類型的MYB-bHLH結合模式在植物中是獨立進化的。

董愛武團隊的碩士研究生王百慧以及博士研究生羅強和李穎平為論文的共同第一作者，董愛武教授、甘建華研究員和黃建勳副研究員為共同通訊作者，該研究工作由自然科學基金委和狗万外围充值 遺傳工程國家重點實驗室資助。

MYB和bHLH轉錄因子的兩種結合方式及獨立進化