科研人員破譯高等植物轉錄因子功能分化密碼

科技日報訊 （記者謝開飛 通訊員林良輝）記者6月16日從福建農林大學獲悉，由該校教授朱方捷領銜的研究團隊通過高通量技術解析了40個MYB家族轉錄因子的DNA序列特異性，闡明瞭起源於共同祖先的轉錄因子在進化中實現相互功能區分的新機制，並鑑定出調控菌草纖維素合成的關鍵MYB因子。

這一成果為解決高等動植物研究中令人困惑已久的轉錄因子“特異性悖論”問題提供了全新見解，有望加快菌草在新能源與新材料領域的應用。相關成果近日發表在國際期刊《宏》與《國際分子科學》上。

據介紹，轉錄因子是一類控制基因“開關”的蛋白質，可識別、結合特定的DNA序列，讀取各基因附近的DNA“密碼”，並轉換成基因表達水平的調控信息。

轉錄因子是決定細胞命運的關鍵，也是細胞重編程、再生醫療、農業育種的重要靶標。

高等動植物的基因組在進化中經歷了多次複製事件，產生了大量來源於共同祖先、識別的DNA序列極為相似的轉錄因子。但令人費解的是，這些轉錄因子所結合、調控的靶標基因，以及所行使的生理功能卻可能截然不同，這一現象被稱為“特異性悖論”。

“我們的研究發現，雖然許多轉錄因子單體識別的DNA序列極其相似，但形成同源二聚體後，則可識別各自獨特的DNA序列。這種機制為解釋進化史中起源於共同祖先、高度相似的旁系同源轉錄因子如何逐步產生功能分化，進而增加高等動植物機體的複雜性與環境適應性提供了新視角。”朱方捷説。

福建農林大學整合該校海峽聯合研究院和國家菌草工程技術研究中心兩大優勢平台，實現了基礎科研與產業轉化的高效銜接。

“本次研究的MYB家族轉錄因子是調控木質纖維素合成的重要因子，決定着菌草的重要農藝性狀與生產加工性能，如作為生物質材料的力學性能、作為生物質新能源的效能等。此次，團隊也鑑定到了調控菌草纖維素合成的關鍵MYB因子。”朱方捷説，這一成果將促進菌草在新能源與新材料領域的應用。