植物活体成像系统助力HSFA6b介导拟南芥线粒体未折叠蛋白反应研究
| 线粒体是真核生物的重要细胞器，参与多种代谢过程。线粒体蛋白毒性胁迫能够引起线粒体未折叠蛋白反应（UPRmt），该反应能够恢复线粒体蛋白稳态，维持植物体正常的生命活动。拟南芥中UPRmt反应的调控机制仍有待研究。之前的研究表明，UPRmt反应能够激活热休克蛋白基因（HSP）的表达。 |
近期，《Plants》刊登的一项新研究宣布，研究团队发现热休克转录因子HSFA6b是调节UPRmt反应的关键调控因子。HSFA6b在线粒体蛋白毒性胁迫下，能促进线粒体热休克蛋白基因（mtHSPs）的表达。用线粒体核糖体翻译抑制剂-多西环素（Dox）处理后，HSFA6b移动到细胞核内，与mtHSPs基因启动子结合，激活mtHSPs的表达。在线粒体蛋白毒性胁迫下，HSFA6b基因突变体在发育过程中，阻断了UPRmt反应，促进了根系生长，加速了叶片衰老。该研究成果揭示了UPRmt反应中一种新颖的信号调节机制，并为UPRmt反应调控植物体生长发育和抗逆性提供了新的见解。
以往对UPRmt信号传导机制的研究中发现，在线粒体核糖体蛋白突变或化学干扰的拟南芥中，UPRmt信号通路被激活，从而促进下游mtHSPs基因的表达。研究团队选择了5个HSP基因（HSP60-2、HSP60-3A、HSP60-3B、mtHSC70-1和mtHSC70-5）作为潜在的候选报告基因。利用烟草瞬时转化系统进行了启动子活性检测试验。经Dox处理12 h后，与其他4个启动子相比，mtHSC70-5的启动子活性显著升高。因此，mtHSC70-5可以作为线粒体UPRmt信号通路的报告基因。利用数据库对可能与mtHSC70-5启动子区域结合的转录因子进行了分析，选择了8个可能激活mtHSC70-5表达的候选转录因子。
图1 转录因子活性筛选
在每个转录激活实验中，共注射10片烟叶。图中的图像代表了实验设置，并绘制了实验组和对照组的平均相对荧光值。实验采用3个生物重复，对平均值采用配对双样本t检验来分析显著性差异（ns，p > 0.05；**，p < 0.01），误差值以标准误差表示。
经实验验证，只有HSFA6b对mtHSC70-5启动子活性表现出较强的激活作用（图1），而其他的则表现出抑制作用或无明显变化。因此，研究团队选择HSFA6b进行进一步功能验证。
在上述实验中，研究团队使用了勤翔IVScope 7000系列植物活体成像系统进行图像采集和数据分析计算。
