水稻研究新发现 抗病机制新认识
泛素-蛋白酶体系统ubiquitin-proteasome system：一个多步骤反应过程，有多种不同蛋白质参与。蛋白质先被泛素（多肽）标记，然后被蛋白酶体识别和降解。通过这样一个需要消耗能量的过程，细胞以高度特异方式对不需要的蛋白进行降解。
1970年代末和1980年代初，泛素-蛋白酶体系统在以色列技术工程学院（Technion – Israel Institute of Technology）阿夫拉姆·赫什科的实验室中发现，由于他在发现泛素-蛋白酶体系统上的贡献，阿夫拉姆·赫什科获得了2004年度的诺贝尔化学奖
泛素蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)是降解细胞内蛋白质的主要途径，与植物的生长发育及对生物和非生物胁迫反应密切相关。该系统主要由泛素活化酶(E1)、泛素交联酶(E2)、泛素连接酶(E3)和26S蛋白酶体组成，其中，E3连接酶决定底物的特异性，调控植物的生长发育及抗病过程。王国梁研究团队在前期研究中发现水稻基因SPL11是含有U-box和ARM repeat结构域的E3连接酶，负调控程序性细胞死亡和抗病防卫反应(Zeng et al., 2004, plant Cell)，但SPL11的底物及其作用机制一直还不清楚。
研究团队利用酵母双杂交技术，发现6个SPL11互作蛋白(SPIN1-6)，其中SPIN6(Rho GTPase-activating protein, RhoGAP)是SPL11的底物，能够被SPL11通过UPS途径降解。更重要的是，该研究进一步揭示了SPIN6通过调节其底物小G蛋白OsRac1(水稻抗病系统的重要元件)的活性，负调控水稻免疫防卫反应。基于多年研究结果，研究团队提出了SPL11、SPIN6和OsRac1调控水稻防卫反应的工作模型。研究结果揭示了蛋白泛素化途径精确调控水稻抗病元件活性的分子机制，可为合理利用水稻抗性防治病害提供新思路和靶标。
相关研究结果于2015年2月6日以“The RhoGAP SPIN6 Associates with SPL11 and OsRac1 and Negatively Regulates Programmed Cell Death and Innate Immunity in Rice”为题在线发表在院选SCI顶尖核心期刊《PLoS Pathogens》(科学公共图书馆病原)上。论文第一作者刘金灵为湖南农业大学和中国农业科学院植物保护研究所联合培养博士生。该研究得到国家重点基础研究发展计划(973)项目、国家自然科学基金以及农科院创新工程的资助
