中科院光生物学重点实验室林荣呈研究组及其合作者以拟南芥为植物材料，发现两对蛋白PIF1/PIF3（bHLH型转录因子）与HY5/HYH（bZIP型转录因子）在协调光与活性氧关系上发挥重要作用。研究人员发现，PIF1和PIF3的功能丧失导致黑暗条件下大量原叶绿素酸酯（Pchlide，叶绿素前体）的积累，遇强光后产生过量的活性氧，从而造成光氧化和细胞死亡，而HY5和HYH行使相反的功能，并拮抗PIF1和PIF3。研究还表明，PIF1/PIF3与HY5/HYH的蛋白稳定性都受光强的调节，但两者呈现相反的模式。进一步研究发现，这两类蛋白也有合作关系，它们在细胞核内能够相互结合形成复合体，再直接结合到众多活性氧和胁迫响应基因的DNA序列上，从而共同调控这些基因的mRNA水平，于是启动活性氧信号传递网络。
该研究发现了以上两对蛋白的新功能，它们形成的复合体担当类似于电路中滑动电阻器的作用，连接光与活性氧信号。这意味着植物可能利用该“滑动电阻器”根据光强的变化来启动并精细调节活性氧信号网络及保护程度，以应对不同强光胁迫对植物产生的伤害，从而帮助植物顺利完成从异养到自养生长的转变过程。该研究同时为bHLH和bZIP型转录因子的相互作用提供了实验证据。
相关研究结果于5月3日在The Plant Cell期刊在线发表（Chen et al.，doi:10.1105/tpc.112.104869），林荣呈研究组博士研究生陈东钦是论文第一作者。
同时，The Plant Cell将该成果选为研究亮点，并做了题为“Frenemies: antagonistic bHLH/bZIP transcription factors integrate light and ROS signaling in Arabidopsis”（Jennifer Lockhart., doi:10.1105/tpc.113.250510）的点评，评述了PIF1/PIF3与HY5/HYH亦友亦敌的关系和作用机理，及其在植物响应和适应自然界不断变化光环境中的重要意义。
此项工作得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院等单位资助。
（中科院光生物学重点实验室供稿）
PIF1/PIF3与HY5/HYH蛋白的工作机制
