最新永久4虎回顾 |现代农学院第一期植物科学博士后学术沙龙

     2023年10月18日下午,现代农学院植物科学博士后学术沙龙首场报告会成功举办,学术沙龙由分子农学系全体党员博士后组织。本次学术沙龙邀请来自现代农学院何跃辉教授课题组的博士后黄飞作了题为《以管窥豹–浅谈生命与熵》 的报告,刘春明教授及来自各学院多个课题组的博士后和研究生参会。

何跃辉教授课题组前期在筛选拟南芥开花性状变异突变体过程中发现三羧酸循环(TCA)过程中的限速酶复合体KGDH亚基OGDH(OGDH1和OGDH2)突变后植物晚花并且花青素显著积累,ogdh1ogdh2双突变体还表现出全基因组水平的组蛋白甲基化水平下降。在真核生物中催化组蛋白去甲基化的酶为JMJ类蛋白,已有研究发现TCA循环中间产物 α-酮戊二酸(α-ketoglutarate, α-KG)能够扩散进入细胞核作为JMJ催化的组蛋白去甲基化反应的共底物促进组蛋白去甲基化的完成。而在线粒体内,α-KG又作为OGDH的底物被氧化脱羧为琥珀酰辅酶A和CO2,推动TCA的反应向下一步进行。因此OGDH除了参与TCA反应,可能还参与调控细胞核内的组蛋白甲基化水平影响相关基因的表达。进一步对ogdh1ogdh2e2a(KGDH另外一个亚基E2),代谢组分析发现ogdh1ogdh2突变体中a-KG水平升高,而e2a中a-KG水平与WT没有明显变化。有趣的是ogdh1ogdh2e2a突变体表现出了相似的特征,如晚花和花青素积累,二者细胞内组蛋白的甲基化水平均明显下降,而且线粒体定位的E2a无法恢复e2a突变体的表型。何跃辉教授及其团队的黄飞等人大胆猜测KGDH除了在线粒体中参与TCA反应,还能够定位于细胞核发挥表观调控作用!黄飞通过实验证实了OGDH,E2和E3能够定位于细胞核,而且OGDH的核定位依赖于E2a。同时,黄飞发现KGDH移动到细胞核是受到了光的诱导。

继证明KGDH能够定位于细胞核后,黄飞等人又证明了OGDH能够与JMJ互作并竞争α-KG,抑制JMJs介导的组蛋白去甲基化,改变全基因组的基因表达水平,调控植物的生长发育。通过表观组和转录组分析发现在ogdh1ogdh2e2a突变体差异表达的基因中有开花核心调控基因FLC和花青素生物合成关键基因PAP1,由此解释了突变体显著的晚花和花青素积累表型。

黄飞在报告过程中始终强调摆脱固有思维束缚,敢于挑战权威的重要性,即导师何跃辉教授常常教诲他的“jump out of the box”,而他和团队在完成这项研究过程中也真正做到了这一点,因而取得了丰硕的科研成果。黄飞还就自己在做研究中的体会畅谈了一些感悟,即生物适应环境过程中涉及复杂的分子调控,好比熵增熵减交错。尽管宇宙是处于不断的熵增中,但生命体是逆熵而成的。

 

刘春明院长对本次学术沙龙的组织和举办给予了肯定,对黄飞的研究工作表示赞赏,他赞成黄飞分享的观点:jump out of the box,他寄语在座的参会者要增强创新意识,积极从理论、技术、主流学术观点等多个方面进行突破创新,同时注重交流借鉴,努力做出新成果,推动科学技术发展,为农业现代化做出应有的贡献。

随后现场参会者争相向报告人提问,黄飞就他们的疑惑和关心的问题一一做了清晰的解答。

最后进入沙龙的工作坊阶段,黄飞向与会者分享了如何改善自己科研论文写作中的语法和逻辑问题,并推荐了一些实用的方法和工具,同时也分享了在论文投稿及补充完善实验过程中的一些经验和心得,为大家在今后的实验设计、论文撰写以及投稿方面增加了知识,带来了启发。

伴随着热烈的掌声,此次学术沙龙在轻松愉悦的氛围中圆满结束。

 

论文链接:

https://doi.org/10.1126/science.adf8822