植物光周期特定调控核心元件CCT家族复合物的结构与功能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870753
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0502.分子生物物理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The photoperiodic response of plants to flowering induces the transformation from vegetative to reproductive growth, which plays a central role in angiosperms and under critical regulation. The mechanical study of plant flowering answers fundamental biology questions. It is of important significance to understand how plants respond to the photoperiod and to precisely regulate reproductive transformation in developmental biology, and also has great applications in agricultural production. In last decades, key regulatory proteins including CO, TOC1, HD1, and GHD7 were identified in Arabidopsis and rice, which belong to the CCT family (CO, CO-like, TOC1), a group of plant-specific transcription factors. The latest studies have found that CCT family members form complexes with the HAP family protein leading to specific target DNA binding. However, the molecular mechanism by which CCT family coordinates other proteins to recognize different DNA targets remain unclear. In this study, combined with biochemical and structural tools, we will focus on studying the CCT complex assembly and the identification of target DNA. We will determine the key structures of the CCT family such as CO, GHD7 and other members involving in the photoperiod, the complex structures with the HAP family, and with DNA, to reveal the molecular mechanism of specifically DNA recognition. Our finding will not only make great contributions in elucidating the molecular mechanisms of transcriptional regulation in plants photoperiodism, but will also provide some frameworks for crop improvement and rational design in development of superior varieties adaptive to different latitudes.
植物光周期响应开花是被子植物由营养生长向生殖生长转换的关键中间过程,受到严格调控。研究植物开花是生物学基础问题,对于认识植物如何响应光周期并精密调控生殖转换以及生物适应性研究有着重要意义,同时也在农业生产中具有重要的应用价值。在拟南芥和水稻等植物中鉴定了包括CO、GHD7等关键调控蛋白,这类蛋白属于植物特有转录因子CCT家族。最新研究发现这类蛋白需要和HAP家族形成复合物结合特定的靶标DNA。但是对于CCT家族复合物如何识别不同靶标DNA的分子机制并不清楚。本项目将利用生物化学和结构生物学等方法对复合物的组装及靶标DNA的识别进行研究,重点解析光周期中关键CCT家族蛋白结构、与HAP家族互作关系及复合物结构特征、和结合DNA的复合物结构,揭示特异性识别DNA的分子机制。本项目的完成对阐明植物光周期转录调控的分子机制有重要意义,也会为作物定向改良和适应不同纬度优良品种的分子育种提供有用信息。

结项摘要

植物开花时间的精细控制可以提高作物产量,达到高产稳产的目的。植物中一类特定的蛋白家族称为CCT家族蛋白,在植物的开花过程中起关键调控作用。相较于CCT家族蛋白克隆和表型鉴定的研究进展,研究者在理解该家族作用的分子机制研究却较为缓慢。针对代表性成员如拟南芥CO和TOC1、水稻HD1和GHD7等的作用机理,包括这类蛋白是如何整合不同的外界信号调控转录?如何结合特定DNA序列?是否与其他信号通路蛋白互作?CCT家族如何与HAP家族互作以及三元复合物如何结合DNA的分子机制并不清楚。基于此,本项目主要围绕三方面的研究内容进行了展开:1.揭示了CCT家族成员的结构特征;2.解析了CCT家族成员与HAP家族蛋白的复合物结构,揭示CCT家族成员与HAP家族互作的分子基础;3.解析了CCT蛋白和三元复合物结合DNA的结构,研究了CCT蛋白和三元复合物的DNA识别特异性,解释了不同物种中CCT基因突变体的功能失活机制,为利用分子育种手段改良CCT基因来培育高产和广泛地域适应性的作物品种提供了重要参考意义。.此外,在本项目的支持下,扩展了部分研究内容,进一步围绕“植物光受体的激活以及抑制” 等科学问题开展研究,并且取得了一系列研究进展。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
AI-empowered integrative structural characterization of m(6)A methyltransferase complex.
AI 赋能的 m6A 甲基转移酶复合物的综合结构表征
  • DOI:
    10.1038/s41422-022-00741-8
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
    CELL RESEARCH
  • 影响因子:
    44.1
  • 作者:
    Yan, Xuhui;Pei, Kai;Guan, Zeyuan;Liu, Feiqing;Yan, Junjun;Jin, Xiaohuan;Wang, Qiang;Hou, Mengjun;Tang, Chun;Yin, Ping
  • 通讯作者:
    Yin, Ping
Structural insight into the SAM-mediated assembly of the mitochondrial TOM core complex
SAM 介导的线粒体 TOM 核心复合物组装的结构洞察
  • DOI:
    10.1126/science.abh0704
  • 发表时间:
    2021-09-17
  • 期刊:
    SCIENCE
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Wang, Qiang;Guan, Zeyuan;Yin, Ping
  • 通讯作者:
    Yin, Ping
RUP2 facilitates UVR8 redimerization via two interfaces.
RUP2 通过两个接口促进 UVR8 重二聚化
  • DOI:
    10.1016/j.xplc.2022.100428
  • 发表时间:
    2023-01-09
  • 期刊:
    PLANT COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    10.5
  • 作者:
    Wang, Lixia;Wang, Yidong;Chang, Hongfei;Ren, Hui;Wu, Xinquan;Wen, Jia;Guan, Zeyuan;Ma, Ling;Qiu, Liang;Yan, Junjie;Zhang, Delin;Huang, Xi;Yin, Ping
  • 通讯作者:
    Yin, Ping
Structural insight into UV-B-activated UVR8 bound to COP1.
UV-B 激活的 UVR8 与 COP1 结合的结构洞察
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abn3337
  • 发表时间:
    2022-04-22
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Structural insights into the photoactivation of Arabidopsis CRY2
拟南芥 CRY2 光活化的结构见解
  • DOI:
    10.1038/s41477-020-00800-1
  • 发表时间:
    2020-11-16
  • 期刊:
    NATURE PLANTS
  • 影响因子:
    18
  • 作者:
    Ma, Ling;Guan, Zeyuan;Yin, Ping
  • 通讯作者:
    Yin, Ping

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其他文献

Chelating resins silica gel supported aminophosphonic acids prepared by heterogeneous synthesis method and homogeneous synthesis method and the removal properties for Hg (II) from aqueous solutions
多相合成法和均相合成法制备的螯合树脂硅胶负载氨基膦酸及其对水溶液中Hg(II)的去除性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
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  • 作者:
    殷平
  • 通讯作者:
    殷平
~用废油脂制备生物柴油的催化材料的结构与性能研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    化工时刊
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  • 作者:
    殷平
  • 通讯作者:
    殷平
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    化工时刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷平
  • 通讯作者:
    殷平
Isolated polypeptides and their Applications
分离的多肽及其应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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  • 作者:
    施一公;颜宁;邓东;殷平;严创业
  • 通讯作者:
    严创业
span style=color:black;font-family:宋体;font-size:12pt;介孔磷酸盐材料在制备生物柴油中的应用/span
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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    化工时刊
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  • 作者:
    殷平
  • 通讯作者:
    殷平

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殷平的其他基金

植物蓝光受体隐花色素的光激活分子机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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