报告题目： 泛素化介导的叶绿体蛋白稳态调控

报 告 人：凌祺桦 研究员

邀 请 人：孙越 副教授

报告时间：2023年12月27日 13：30-15：00

报告地点：闵行校区我院大楼534小会议室

报告人简介：

凌祺桦研究员现任中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究组长。2003年本科毕业于上海交通大学，2008年在中科院植物生理生态研究所取得博士学位，之后前往英国莱斯特大学、牛津大学从事博士后研究，并于2020年返回植物生理生态研究所。凌博士聚焦叶绿体蛋白稳态调控机理的研究，主要研究成果包括：1）首次揭示泛素蛋白酶体系统直接调控叶绿体蛋白，并将其命名为CHLORAD；2）揭示CHLORAD参与调控植物抗逆境、叶片发育、果实成熟等生理过程；3）首次揭示泛素化直接调控光合作用核心复合体。相关研究迄今以第一或通讯作者（含共同）在Science（2篇）、Nature Plants、Science Advances、EMBO Journal、Trends in Cell Biology、Current Biology（2篇）等期刊发表论文近20篇。并主持国家自然科学基金，中科院先导B子课题等项目。

报告内容：

叶绿体是植物特有的细胞器，是进行光合作用的场所，也是植物响应环境变化的重要单元。叶绿体蛋白稳态的调节对建立和维持叶绿体的功能起到关键的作用。泛素-蛋白酶体途径和自噬是真核生物调控蛋白降解，维持蛋白稳态的主要手段，但它们调控叶绿体蛋白的作用机理都尚不明确。我们的工作首次发现定位于叶绿体被膜的E3酶SP1，揭示了泛素-蛋白酶体系统对于叶绿体蛋白的直接调控作用。随后的研究发现SP1的作用途径还需要逆向转运通道蛋白SP2和分子伴侣CDC48的协同运作，通过细胞质内的蛋白酶体介导叶绿体蛋白的降解，我们将此途径命名为CHLORAD。CHLORAD在质体转变参与的植物发育过程，如果叶片衰老，果实成熟中起到重要作用，并在植物应对非生物逆境，如高盐，干旱等胁迫条件中，发挥关键功能。

此外，最近的研究首次揭示了叶绿体蛋白转运TOC复合体可通过另一条蛋白水解途径——选择性自噬进行降解。研究发现了新的叶绿体选择性自噬受体NBR1，可以特异性的识别、降解K63位泛素化修饰的叶绿体蛋白，进而调控叶绿体蛋白的转运、光合作用及对UVB紫外线和热胁迫的耐受性。该项工作揭示了叶绿体蛋白稳态调控的新机制，凸显了叶绿体蛋白转运精准调控的重要性。操纵选择性自噬受体的表达量可调节光合作用活性，这表明对叶绿体选择性自噬的深入研究，最终可能通过分子育种手段实现对栽培植物的改良，为提高农业生产，推动碳中和提供新思路。