加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛与福建农林大学王琴合作了27篇研究论文成果/综述，由于篇幅限制，iNature在这介绍其中的7项成果/综述：【1】光是调控生物体内基因表达与昼夜节律的重要环境因子，但是光如何影响RNA代谢并不清楚。2021年10月14日，加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛及福建农林大学王琴共同通讯在Nature Plants 在线发表题为“A photoregulatory mechanism of the circadian clock in Arabidopsis”的研究论文，该研究显示 CRY 介导拟南芥转录组中超过 10% 的信使 RNA 的 N6-甲基腺苷 (m6A) 修饰的蓝光调节，尤其是受生物钟调节的那些。 CRY2 与 METTL3/14 型 N6-甲基腺苷 RNA 甲基转移酶（m6A 编码器”）的三个亚基相互作用：MTA、MTB 和 FIP37。光激发的 CRY2 经历液-液相分离 (LLPS) 以在体内共凝聚 m6A 编码器”蛋白，而没有明显改变 CRY2 和编码器”蛋白之间的亲和力。 mta 和 cry1cry2 突变体具有延长昼夜节律周期、减少 m6A RNA 甲基化和加速编码分子振荡器生物钟相关 1 (CCA1) 核心成分的 mRNA 降解的共同缺陷。这些结果证明了一种光调节机制，通过该机制，CRY 的光诱导相分离调节 m6A 编码器”活性、mRNA 甲基化和丰度，以及植物的昼夜节律。该研究为揭示光信号调控植物生物钟的分子机制提供了新的思路。
【2】2021年4月12日，加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛及福建农林大学王琴合作在Nature Communications 在线发表题为“Regulation of Arabidopsis photoreceptor CRY2 by two distinct E3 ubiquitin ligases”的研究论文，该研究显示 Cul3LRBs 是拟南芥中 CRY2 的第二个 E3 连接酶。该研究展示了 LRB（Light-Response Bric-a-Brack/Tramtrack/Broad 1、2 和 3）在蓝光调节下胚轴伸长中的蓝光特异性和 CRY 依赖性活性。LRBs 在 CRY2 的 CCE 结构域与光激发和磷酸化的 CRY2 发生物理相互作用，以促进 CRY2 响应蓝光的多泛素化和降解。该研究提出 Cul4COP1/SPAs 和 Cul3LRBs E3 连接酶通过不同的结构元件与 CRY2 相互作用，以调节不同光照条件下 CRY2 光感受器的丰度，促进自然界生长的植物的最佳光响应。
【3】2020年4月29日，加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛及福建农林大学王琴合作在Annual Review of Plant Biology 在线发表题为“Mechanisms of Cryptochrome-Mediated Photoresponses in Plants”的综述文章，该综述重点介绍植物隐花色素机制研究的最新进展，特别是模式植物拟南芥。
【4】2020年3月2日，加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛及福建农林大学王琴合作在Molecular Plant 在线发表题为“Photooligomerization Determines Photosensitivity and Photoreactivity of Plant Cryptochromes”的研究论文，该研究对拟南芥 CRY1 和 CRY2 光寡聚的正向和逆向反应动力学的分析提供了一种以前未被认识的机制，这些机制是这两种密切相关的光感受器的不同光敏性和光反应性的基础。该研究发现光低聚对于 CRY2 的功能是必要的，但还不够，这意味着 CRY 光低聚可能伴随着额外的赋予功能的构象变化。该研究进一步证明了 CRY2-CRY1 异源寡聚在体内调节拟南芥 CRY 的功能中发挥作用。总之，这些结果表明光低聚是一种进化上保守的机制，决定了植物 CRY 的光敏性和光反应性。
【5】2017年3月11日，加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛及福建农林大学左泽乘共同通讯（第一作者为福建农林大学柳青与王琴）在Nature Communications 在线发表题为“Molecular basis for blue light-dependent phosphorylation of Arabidopsis cryptochrome 2”的研究论文，该研究显示光激发的拟南芥隐花色素 2 (CRY2) 在体内被磷酸化多达 24 个不同的残基，包括 7 个主要的磷酸丝氨酸。该研究证明了四种密切相关的光调节蛋白激酶（以前称为 MUT9 样激酶）与光激发的 CRY2 相互作用并使其磷酸化。对 ppk123 和 ppk124 三重突变体和 amiR4k 人工 microRNA 表达系的分析表明，PPK 催化蓝光依赖性 CRY2 磷酸化以激活和破坏感光器。这些突变系的表型分析表明，PPKs 可能有额外的底物，包括那些参与光敏色素信号转导途径的底物。这些结果揭示了隐花色素和光敏色素共同作用以协调植物生长和发育以响应自然界中不同波长的太阳辐射的机制。
【6】2016年10月21日，加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛等团队（福建农林大学王琴为第一作者）在Science 在线发表题为“Photoactivation and inactivation of Arabidopsis cryptochrome 2”的研究论文，该研究发现拟南芥隐花色素 2 (CRY2) 经历了依赖于蓝光的同源二聚化以具有生理活性。该研究将 BIC1（隐花色素 1 的蓝光抑制剂）鉴定为植物隐花色素的抑制剂，它与 CRY2 结合以抑制 CRY2 的蓝光依赖性二聚化、光体形成、磷酸化、降解和生理活性。该研究假设受调控的二聚化控制植物和其他进化谱系中活性隐花色素的稳态。
【7】2015年3月17日，加利福尼亚大学洛杉矶分校林辰涛及湖南大学赵小英共同通讯（福建农林大学王琴为第一作者）在Molecular Plant 在线发表题为“The blue light-dependent phosphorylation of the CCE domain determines the photosensitivity of Arabidopsis CRY2”的研究论文，该研究在此报告 CRY2 磷酸化的生化和遗传学研究。使用质谱分析，该研究鉴定了 CRY2 的 CCE 结构域中的三个丝氨酸残基（S598、S599 和 S605），它们在拟南芥幼苗中经历蓝光依赖性磷酸化。一项对 CRY2 的 CCE 结构域中丝氨酸取代突变的研究表明，CRY2 在 CCE 结构域中包含两种类型的磷酸化。该研究发现丝氨酸簇内外的丝氨酸残基突变减少了蓝光依赖性 CRY2 磷酸化、降解和生理活动。这些结果支持了这样的假设，即 CCE 结构域的蓝光依赖性磷酸化决定了拟南芥 CRY2 的光敏性。
生物体通过光感受器和生物钟的协调作用对每日的明暗周期做出反应。光感受器通过调节分子振荡器核心成分的丰度和活性来介导生物钟，以维持约 24 小时的昼夜节律相位和周期长度。植物和昆虫 CRY 充当光感受器以介导分子振荡器的光偶联，而哺乳动物 CRY 充当分子振荡器的不依赖光的核心组件。光感受器如何介导生物钟的光偶联尚不完全清楚。例如，植物光感受器，包括光敏色素 A、光敏色素 B、隐花色素 1 (CRY1) 和隐花色素 2 (CRY2)，通过调节信使 RNA 转录来介导生物钟的光偶联。
mRNA 丰度不仅取决于 mRNA 合成，还取决于 mRNA 降解，但后者在光偶联中的参与在很大程度上尚未探索。已经表明 mRNA 的 m6A 甲基化调节生物钟和 mRNA 的稳定性，但尚不清楚光感受器是否或如何介导 mRNA 甲基化的光调节或稳定性以控制生物钟。
该研究显示 CRY 介导拟南芥转录组中超过 10% 的信使 RNA 的 N6-甲基腺苷 (m6A) 修饰的蓝光调节，尤其是受生物钟调节的那些。 CRY2 与 METTL3/14 型 N6-甲基腺苷 RNA 甲基转移酶（m6A 编码器”）的三个亚基相互作用：MTA、MTB 和 FIP37。光激发的 CRY2 经历液-液相分离 (LLPS) 以在体内共凝聚 m6A 编码器”蛋白，而没有明显改变 CRY2 和编码器”蛋白之间的亲和力。
mta 和 cry1cry2 突变体具有延长昼夜节律周期、减少 m6A RNA 甲基化和加速编码分子振荡器生物钟相关 1 (CCA1) 核心成分的 mRNA 降解的共同缺陷。这些结果证明了一种光调节机制，通过该机制，CRY 的光诱导相分离调节 m6A 编码器”活性、mRNA 甲基化和丰度，以及植物的昼夜节律。该研究为揭示光信号调控植物生物钟的分子机制提供了新的思路。
加州大学洛杉矶分校王旭博士,姜博晨博士, 与福建农林大学顾连峰教授为该论文共同第一作者。福建农林大学海峡联合研究院林学中心王琴教授与加州大学洛杉矶分校林辰涛教授为论文共同通讯作者。
转自： iNature
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