人才强校︱刘俊峰课题组对水稻WRKY转录因子与靶DNA的作用模式和识别机制的研究取得重要进展
本网讯 近日，我校植物保护学院刘俊峰教授课题组在《Nucleic Acids Research》上发表了题为“Structural basis of dimerization and dual W-box DNA recognition by rice WRKY domain”的研究论文（DOI: 10.1093/nar/gkz113），在水稻转录因子WRKY45的DNA结合结构域（OsWRKY45-DBD）特异识别靶基因启动子的W-box DNA序列的作用模式和识别机制方面取得了重要进展。
WRKY转录因子家族是植物特有的转录因子家族，其共同特征是具有WRKY结构域，用于识别并结合靶基因启动子的W-box DNA序列。水稻的WRKY45转录因子在调控多种抗病、抗干旱等基因的表达方面发挥重要作用。深入了解WRKY45的调控机制，对于研究水稻在对抗生物和非生物胁迫下的多种生理过程具有重要意义。该研究团队综合运用结构生物学、生物化学等技术和手段，解析了OsWRKY45-DBD与W-box DNA的复合物的晶体结构，全面深入分析了WRKY结构域与W-box DNA的识别规律（图1）。该团队还发现，与以往被解析的三个拟南芥的WRKY结构域不同，OsWRKY45-DBD通过结构域互换机制（domain swapping）形成同源二聚体，并结合结构和遗传学信息分析了OsWRKY45-DBD形成二体的可能机制和意义（图2）。该研究团队多年来致力于以结构生物学为主要手段研究植物的抗病机制，曾先后阐明了稻瘟菌转录因子PCG2的调控机制（2015 NAR）、稻瘟菌无毒效应因子MAX与水稻抗病蛋白RGA5的HMA结构域的识别机制（2018 PNAS）以及稻瘟菌无毒效应因子AvrPib的作用机制（2018 Plant J）等。以上研究成果对于深入理解植物抗病机制和植物与病原物互作机制方面具有重要意义。
植保学院博士生程先坤为该论文第一作者，刘俊峰教授和清华大学生命学院王冬立博士（即将入职植保学院）为本文的共同通讯作者。植保学院彭友良教授和英国Francis Crick研究所的Ian A. Taylor研究员参与了课题的设计和指导。该研究得到了国家重点研究开发项目、高等学校学科创新引智计划和教育部长江学者创新团队研究项目以及农业生物技术国家重点实验室开放课题的资助。