【研究进展】姚楠教授团队最新成果揭示ORM通过UPR和ERAD两条途径参与调控内质网胁迫

       内质网（ER）是蛋白和脂质合成的重要细胞器。ER中的错误折叠蛋白，可通过ER相关降解（ERAD）途径降解，也会激活未折叠蛋白应答（UPR）。蛋白错误折叠程度超出可控范围会引起内质网胁迫。鞘脂是真核生物的主要组成膜脂之一，同时也参与调节植物生长发育、胁迫应答等。类粘蛋白（ORM）通过结合抑制丝氨酸棕榈酰辅酶A转移酶（SPT）而负调控鞘脂的从头合成。

       我室姚楠教授团队长期从事植物鞘脂代谢调控等研究。近日，姚楠教授团队通过探究ORM相关鞘脂代谢变化对内质网胁迫的影响，揭示了ORM调控植物响应内质网胁迫的分子机制，该研究成果以“Orosomucoid Proteins Limit Endoplasmic Reticulum Stress in Plants”为题发表在《New Phytologist》期刊上。

       研究发现orm突变体中可被激活高水平UPR，同时外源神经酰胺和神经酰胺合酶抑制剂伏马毒素FB1的处理均可以激活UPR水平；而多球壳菌素（SPT抑制剂）可以抑制衣霉素（内质网胁迫诱导剂）诱导的UPR水平。研究还发现鞘脂会激活膜锚定转录因子bZIP途径，促进bZIP28入核。利用所建立的鞘脂代谢检测平台，通过分离ER和细胞核，研究还证明了orm突变体中不仅在ER中鞘脂平衡被打乱，且首次发现鞘脂积累在细胞核中。进一步研究发现WRKY75与bZIP28蛋白互作，共同促进BiP3启动子表达。此外该研究发现在orm突变体中ERAD途径受到抑制，证明了ORM蛋白可与ERAD途径中的EBS7蛋白互作，调节EBS7蛋白降解速率。

       综上所述，ORM蛋白一方面通过调控鞘脂水平参与UPR激活，另一方面通过结合EBS7蛋白调节其稳定性参与调节ERAD途径。这项研究是在前期揭示了ORM在调控鞘脂稳态（Plant Cell, 2016）的基础上，进一步发现该蛋白在内质网胁迫相关植物逆境响应中发挥重要功能（图1）。

图1. ORM参与调控内质网胁迫

       生命科学学院博士研究生王铃艳和李俭（现华南植物园副研究员）为共同第一作者，姚楠教授为通讯作者,中山大学生命科学学院、水产动物疫病防控与健康养殖全国重点实验室为第一完成单位。李剑峰教授和其团队的龚本强博士，以及广东省农业科学院的李春雨研究员共同参与了该研究工作。该研究得到广东省基础与应用基础研究基金重点项目、国家自然科学基金等项目的资助。

       原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.19200