Zhiye Wang¹, Wenyuan Ruan, Jing Shi, Li Zhang, Dan Xiang, Chao Yang, Changying Li, Zhongchang Wu, Yu Liu, Yanan Yu, Huixia Shou, Xiaorong Mo, Chuanzao Mao², and Ping Wu³

Ý NGHĨA KHOA HỌC

Phosphate (Pi) là nguyên tố dinh dưỡng chính cho tăng trưởng cây trồng. Khả năng cung cấp lân dễ tiêu thấp trong đất đã làm cho tín hiệu đói lân (Pi starvation signaling) trong cây đạt ở ngưỡng gây sự chú ý nhiều nhất hiện nay. Arabidopsis AtPHR1 và OsPHR2 đống dạng của nó trong cây lúa là những yếu tố phiên mã trung tâm (TFs) trong cơ chế Pi homeostasis; tuy nhiên, làm thế nào cây cảm nhận được biến động của Pi ở bên ngoài để điều hòa hoạt động của AtPHR1/OsPHR2   đã và đang là câu hỏi khó trả lời. Ở đây các tác giả nghiên cứu phân lập SPX1 và SPX2 của cây lúa như  những inhibitors lệ thuộc vào Pi của PHR2, hàm ý SPX1 và SPX2 đã có trong cơ chế Pi-sensing (cảm nhận được lân). Họ chỉ ra rằng SPX domain của SPX1 và SPX2 trở nên cực trọng khi kềm chế PHR2 gắn kết với những cis elements nhờ phản ứng tương tác giữa những protein. Khám phá này về sự kiện điều tiết có tính chất tùy thuộc vào hàm lượng dinh dưỡng tế bào mở ra ánh sáng về một cơ chế mới để cây thích ứng với sự thay đổi của môi trường.

TÓM TẮT

Trong thực vật, các mức độ cảm ứng đối với dưỡng chất ở bên ngoài hoặc bên ngoài đề cần thết cho việc tái lập chương trình của transcriptome và thích ứng với các thay đổi xảy ra ngoài môi trường. Phosphate (Pi) là nguyênn tố dinh dưỡng chính của thực vật, và có một tỷ lệ khá lớn các gen đáp ứng lại sự đói lân (Pi starvation) được sự kiểm soát của PHOSPHATE STARVATION RESPONSE REGULATOR 1 (PHR1) trong cây Arabidopsis (AtPHR1) và những chất tương đồng của nó (homologs), thí dụ Oryza sativa (Os)PHR2 trong cây lúa. AtPHR1 và OsPHR2 biểu hiện không hoàn toàn đáp ứng lại đầy đủ với sự kiện đói lân, đặt chó chúng ta câu hỏi là làm thế nào cây thay đổi cảm ứng ở mức độ tế bào đối với Pi kích hoạt regulator trung tâm. SPX [được đặt tên sau SYG1 (suppressor of yeast gpa1), Pho81 (CDK inhibitor trong yeast PHO pathway), và XPR1 (xenotropic và polytropic retrovirus receptor)] proteins có chức năng chỉ ngăn chận  SPX domain trong cách điều tiết có tính chất tiêu cực của phản ứng lại sự đói lân. Ở đây, các tác giả cho thấy protein định vị trong nhân SPX là SPX1 và SPX2 trở thành các Pi-dependent inhibitors của hoạt động OsPHR2 trong cây lúa. Thật vậy, SPX1 và SPX2 tương tác với PHR2 thông qua SPX domain của nó, ngăn cản sự gắn kết với P1BS (PHR1-binding sequence: GNATATNC). Kết quả vivo, cũng như những kết quả vitro đều sử dụng SPX1, SPX2, và OsPHR2 thuần khiết, cho thấy sự ức chế SPX1 và SPX2 của hoạt động OsPHR2 mang tính chất lệ thuộc vào Pi. Các số liệu ấy cung cấp chứng cứ để khẳng định rằng có hoạt động của SPX1 và SPX2 trong cơ chế Pi-sensing của thực vật.

Xem http://www.pnas.org/content/111/41/14953.abstract.html?eto

PNAS 14 tháng Mười 2014 vol. 111 no. 41 14953-14958  

GS. Bùi Chí Bửu lược dịch.