北京时间2024年5月21日， 北京大学现代农业研究院的唐雨研究员和美国加州大学伯克利分校的谷杨楠教授团队合作，在Nature Plants杂志在线发表了题为“Proxiome assembly of the plant nuclear pore reveals an essential hub for gene expression regulation”的研究论文（https://doi.org/10.1038/s41477-024-01698-9）。
本研究通过邻近蛋白标记技术，结合多组学分析揭示了植物核孔复合体 (NPC) 作为一个多功能整合性的RNA代谢平台，
首次提供了较为全面的NPC邻近蛋白组学数据，并描绘了NPC附近的蛋白互作网络图谱，阐明了植物NPC的相分离特性。
图1. 植物NPC的邻近蛋白网络图谱
NPC是真核生物中最大的跨膜蛋白复合体，主要由胞质环、核质环、核篮等亚结构组成。作为一个高度动态、多功能的平台，NPC不仅是一个核质交换的通道，还参与很多至关重要的生物学过程 。例如，NPC的组分能够与染色质密切联系，参与调控基因组的组装和活性等 (Kuhn and Capelson, 2019; Pascual-Garcia and Capelson, 2021)；最新发现，NPC中央通道的核孔蛋白与HIV病毒外壳蛋白互作，从而参与到病毒入侵过程 (Dickson et al., 2024)。目前，研究人员主要聚焦NPC的结构，但关于NPC附近的调控因子以及它们之间的信号交流和调控机制的认知仍然存在很大的空白。
图2. a,气泡图展示AlphaFold预测的NPC周围蛋白-蛋白互作的ipTM 值；b,NPC核心成员与其附近的调控因子之间的互作网络图；c,NPC附近调控因子具有相分离的特性；d,NPC核心成员可以与其附近的调控因子共表达并诱导凝聚体的形成。
通过多组学综合分析，本研究绘制了以植物NPC为核心、包含500多个特异蛋白的网络图谱，这些蛋白富集在NPC附近。在NPC核内一侧，涵盖了多种参与染色质重塑、转录调控和mRNA加工的分子机器；而在NPC胞质一侧，浓缩了参与mRNA输出、降解和蛋白质翻译等的调控因子。本研究将NPC与中心法则紧密联系起来，暗示NPC参与对遗传信息的精密调控。此外，借助生化、细胞、蛋白结构建模等方法，本研究进一步揭示了NPC作为一个超越货物运输的多功能分子装配体，通过相分离与其周边的调控因子密切互作，从而参与调控mRNA代谢的多个步骤。
这些新发现为深入研究NPC以及其周边调控因子的功能提供了可能的线索；也为后续探索动、植物NPC的功能提供了一定的理论依据。
北京大学现代农业研究院的唐雨研究员为该论文的第一作者，加州大学伯克利分校的谷杨楠教授为该论文的通讯作者。本研究得到了美国国自然、农业部国家食品和农业(USDA)和山东省泰山学者的资助。
参考文献
1. Dickson, C. F. et al. The HIV capsid mimics karyopherin engagement of FG-nucleoporins. Nature 626, 836-842 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06969-7
2. Kuhn, T. M. & Capelson, M. Nuclear Pore Proteins in Regulation of Chromatin State. Cells 8 (2019). https://doi.org/10.3390/cells8111414
3. Pascual-Garcia, P. & Capelson, M. The nuclear pore complex and the genome: organizing and regulatory principles. Current Opinion in Genetics & Development 67, 142-150 (2021). https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.gde.2021.01.005
以下是招聘信息：
唐雨博士已于2023年回国入职北京大学现代农业研究院，担任植物核膜与环境适应课题独立PI，正在招纳博士后、助理研究员和副研若干，欢迎有植物细胞分子生物学、遗传学、生物信息学、农学或者园艺学相关研究背景的优秀青年博士加入。
北京大学现代农业研究院是由北京大学与山东省人民政府共同建设的研究性公益二类事业单位。坐落于风景秀丽的潍坊峡山生态经济开发区。研究院致力于开展前沿农业研究，积极服务国家及地方重大战略。
【招聘岗位】
根据课题组项目发展需要，诚聘博士毕业生：副研究员 2-3 名，助理研究员、博士后2-3 名。
【课题组介绍】
唐雨博士，北京大学现代农业研究院研究员，植物核膜与环境适应课题组组长(PI)，中国农业大学博士，清华大学和加州大学伯克利分校博士后。课题组主要研究植物核膜蛋白挖掘和功能鉴定，研究成果以第一作者身份发表在 Nature Plants (2020,2024)、 Developmental Cell(2022)、PLOS Biology(2022)、Nucleus(2023)等期刊，并在国际研究领域内产生了广泛影响。本课题组将以拟南芥、番茄和麦类等模式植物，利用细胞生物学、分子生物学、遗传学、生物信息学并结合多组学等方法，研究核膜蛋白包括核孔复合体在各种生物、非生物胁迫之间的调控机制，应用于改良农作物性状、培育高产抗逆作物新品种。
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