由东京大学研究生院农学生命科学研究科植物病理学研究室的北泽优悟特任研究员与前岛健作副教授等人组成的研究团队发现，叶化诱导因子叶原（Phyllogen）与靶MADS转录因子结合后，还会与蛋白酶体转运蛋白结合，形成三者的复合体，由此无需泛素化即可将靶MADS转录因子直接转运至蛋白酶体中。
图1：感染植原体后出现“叶化病”的绣球花 (右)（供图：东京大学）
植物病原菌植原体会引发植物的花变成叶子的奇怪疾病“叶化病”。这种症状是植原体分泌的叶化诱导因子叶原被转运至植物花朵形成因子的MADS转录因子蛋白分解装置——蛋白酶体并使其分解，抑制了正常的花器官形成而产生的。一般来说，蛋白酶体转运离不开靶蛋白与泛素的结合（泛素化），但研究人员一直不清楚叶原将特定的MADS转录因子转运至蛋白酶体的机理。
此次研究团队分析了叶原、MADS转录因子和RAD23（一种穿梭分子）三者之间的相互作用，同时还分析了泛素在MADS转录因子分解中的重要性。通过对用荧光标记的各种蛋白质进行局部分析，以及利用免疫共沉淀法对植物细胞内的蛋白质间相互作用进行分析发现，MADS转录因子与RAD23经由叶原相互作用，形成了由三者构成的复合体，这个复合体也与蛋白酶体相互作用。
另外还确认，该复合体中含有的叶原会泛素化，但这种泛素化不是MADS转录因子的分解所必需的，此外，分别提炼叶原、MADS转录因子和RAD23后，在没有其他植物蛋白的环境下进行了分析，三者之间的相互作用也得到了证实。
图2：叶原引起的MADS转录因子分解模型
在一般的蛋白酶体蛋白分解中，泛素会与靶蛋白结合，穿梭分子以此为标志物进一步与之结合，由此靶蛋白被转运至蛋白酶体并被分解 (上)。而叶原会同时与MADS转录因子和穿梭分子RAD23结合，代替泛素介导二者相互作用 (下)。这样，MADS转录因子不依赖泛素即可被转运至蛋白酶体并被分解。（供图：东京大学）
到目前为止普遍认为，蛋白质的选择性分解通过多种酶的作用使分解标志物（泛素）结合。通过调查泛素在花朵形成因子分解中的作用发现，叶原取代泛素作为分解标志物结合，明确了省去泛素结合的复杂过程的蛋白质选择性分解的新机理。
前岛副教授表示：“今后通过修改叶原使其分解任意的植物蛋白，有望自由操控植物的形态等，同样，还有望开发选择性分解阿尔茨海默病等各种人体疾病的致病蛋白的技术。”
【论文信息】
杂志： The Plant Cell
论文： A phytoplasma effector acts as a ubiquitin-like mediator between floral MADS-box protein and proteasome shuttle protein
DOI：10.1093/plcell/koac062
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
