每周一读

2017-11-21

—Sulfur availability regulates plant growth via glucose-TOR signaling Nature comnunication, (2017); 

雷帕霉素受体(TOR)自被发现以来,其功能在人类,动物和植物中得到广泛研究。TOR作为一类丝氨酸/苏氨酸大分子激酶,是生物体内重要的物质代谢控制中心。在面对营养物质胁迫时,生物体内的TOR发挥重要调控作用。在动物生长发育过程中,TOR能够接收胞内外各种动态生长发育信号。其中,氨基酸是TOR的主要激活因子,并通过TOR的互作蛋白RAG GTPase, TSC1/2, RHEB等将信号传递给TOR。然而这些动物中的氨基酸传感器在植物中是不存在的,那在植物中TOR是如何实现感知氨基酸信号后同化无机碳,氮,硫等完成蛋白质合成的呢?本文对拟南芥中TOR是如何感知半胱氨酸信号这一调控机制展开了研究。半胱氨酸是化学自养和光合自养生物中能够整合无机碳,氮,硫的一类重要中间代谢产物。通过研究发现,半胱氨酸前体而不是氨基酸自身能够被植物感知,在C/N分支上, 激酶GCN2是碳/氮前体的效应器,在S分支上,硫前体通过负调控糖代谢将信号传递给 TOR,  这一独特的调控机制能够使植物在氨基酸合成过程中区分C/N的限制还是S的限制。氨基酸信号被感知后,进一步通过TOR对分生组织活性,翻译效率,无机硫吸收,以及营养物质再利用等进行调控从而实现植物对抗营养物质匮乏。这一研究进一步揭示了植物生长发育过程中TOR的特异调控机制。