光它不僅為植物光合作用提供能量， 而且可以通過影響植物生長發育來更好地適應外部環境的變化，提高光合作用的效率. 葉綠素是光合作用不可缺少的組成部分，眾所周知，光可以通過調節葉綠素合酶的基因表達或酶活性來影響植物的葉綠素含量光如何影響葉綠素的合成和降解，以及複雜自然條件下調控葉綠素穩態的機制尚不清楚。 N6甲基化腺苷（M6A）是真核生物中最普遍的mRNA修飾，它影響RNA代謝過程，如mRNA切割、核轉運、翻譯和降解。 2024年，林辰濤課題組將在nature plants（2021） 據報道，藍光誘導的藍光受體Cry2通過藍光誘導的液-液相分離，將M6A“寫入者”MTA複合物募集到Cry2的液相中，增加Cry2液相中MTA蛋白的濃度並促進M6A修飾，調節M6A修飾的生物鐘基因的mRNA穩定性，維持植物晝夜節律。近日，福建農林大學林晨濤教授的研究小組再次在nature plants發表了一篇題為：light-induced llps of the cry2/spa1/fio1 complex regulating mrna methylation and chlorophyll homeostasis in arabidopsis研究**。 研究發現，藍光誘導的Cry2-SPA1-FiO1複合物的慢速液-液相分離直接增強了M6A“編碼器”FiO1的甲基轉移酶活性，促進了葉綠素穩態的調控，以及相關基因的M6a修飾和翻譯效率，從而影響了光照下植物的葉綠素穩態。 同時，《自然植物》雜誌還出版了題為light-induced protein condensation regulates chlorophyll homeostasis研究簡報，詳細說明研究的背景和意義。 
在M6A“編碼器”突變體的藍光表型篩選中，作者發現Mettl16型M6A“編碼器”FIO1突變體在藍光下表現出與藍光受體CRY1Cry2突變體相似的葉綠素缺陷表型，而Mettl3突變體在相同條件下表現出正常的葉綠素含量表型。 這些結果表明，Cry-FiO1的特異性M6a修飾對葉綠素穩態的調控至關重要。 隨後，作者在藍光和黑暗條件下對WT、Cry1Cry2、FiO1和MTA材料（RNA轉錄組、M6A甲基化修飾組、翻譯組和蛋白質組學）進行了多組學分析。 分析表明，儘管藍光通過哭泣調控了一些編碼葉綠素代謝酶的基因的表達，但這些基因並未顯示出獨立於Crys和FiO1的mRNA修飾、翻譯和蛋白質豐度的光調控，而是獨立於MTA。 同時，多組學分析顯示，編碼葉綠體蛋白的6個核基因依賴於Crys和FiO1，但與MTA的mRNA修飾、翻譯和蛋白質豐度光調控無關。 前人研究表明，這6個基因雖然不直接參與葉綠素代謝，但它們都具有正向調控植物體內葉綠素含量的功能。 因此，作者將這6個基因命名為CHR（Chlorophyll Homeostasis Regulator），即葉綠素穩態調節基因，CRY2-FIO介導藍光調節CHR基因的mRNA修飾和翻譯，在藍光下維持葉綠素平衡中起關鍵作用。 作者進一步研究了cry2-fio1如何特異性調控葉綠素穩態調控基因的M6a修飾並促進翻譯。 與 Cry2-MTA 類似，Cry2 和 FIO1 也具有非藍光依賴性蛋白相互作用，但令人驚訝的是，FIO1 在藍光下不像 MTA 那樣被 Cry2 直接募集到光子體中，但在藍光伴侶蛋白 SPA1 存在下，FIO1 可以顯著募集到液相光子體中。 在體外酶活性實驗中，作者發現Cry2的CCE結構域和SPA1的WD結構域可以顯著提高FIO1的甲基轉移酶活性，並且兩者協同增強FIO1的甲基轉移酶活性。 Cry2的CCE結構域和SPA1的WD結構域是其與FIO相互作用的關鍵區域，CCE結構域關鍵相互作用位點的突變不能將FIO1募集到Cry2光子體的液相中，也不能促進FIO1的甲基轉移酶活性。 
圖1藍光誘導的cry2-spa1-fio1液-液相分離調控葉綠素穩態 值得注意的是，這項研究也是林晨濤教授課題組關於藍光誘導液-液相分離調控植物生長發育的第三項研究。 此前，林晨濤教授課題組發表藍光誘導的CRYS蛋白相分離調節M6A編碼器MTA（Nature Plants，2021）和染色質結合蛋白MAC3A 3B（Science Advances，2023）的活性，影響生物鐘節律和下胚軸伸長。這些研究表明，藍光誘導的相分離直接調控相互作用蛋白的活性，為理解藍光受體感知和訊號轉導中的非藍光依賴性相互作用蛋白提供了新的解釋。 該研究小組最近還在《綜合植物生物學雜誌》（Journal of Integrative Plant Biology，doi：10.）上回顧並報道了哭泣藍光受體的這種新作用機制。1111/jipb.13578) 。福建農林大學江 伯辰博士（現為芝加哥大學博士後研究員）。鐘振輝博士（現為加州大學洛杉磯分校博士後）和顧連峰教授是共同第一作者。 福建農林大學海峽聯合研究院林業中心林晨濤教授王旭博士（現北京大學現代農業研究所王旭研究員）江 伯辰Ph.D.為共同通訊作者。 芝加哥大學何川加州大學河濱分校教授julia bailey-serres教授也為這項研究做出了重要貢獻。 該研究得到了國家自然科學計畫、福建農林大學科研計畫、泰山學者青年專家計畫、山東省傑出青年科學計畫（海外）的支援。 參考：江 B, zhong z., gu l., zhang x., wei j., ye c., lin g., qu g., xiang x., wen w., gateas m., bailey-serres j., wang q., chuan he c., wang x., and lin c. (2023). light-induced llps of the cry2/spa1/fio1 complex regulating mrna methylation and chlorophyll homeostasis in arabidopsis. nat. plants.jiang, b., zhong, z., su, j., zhu, t., yueh, t., bragasin, j., bu, v., zhou, c., lin, c., and wang, x. (2023). co-condensation with photoexcited cryptochromes facilitates mac3a to positively control hypocotyl growth in arabidopsis. sci. adv. 9, eadh4048. 10.1126/sciadv.adh4048.wang, x., jiang, b., gu, l., chen, y., mora, m., zhu, m., noory, e., wang, q., and lin, c. (2021). a photoregulatory mechanism of the circadian clock in arabidopsis. nat. plants 7, 1397-1408. 10.1038/s41477-021-01002-z.qu, g.，jiang, b., and lin, c. (2023). the dual-action mechanism of arabidopsis cryptochromes. j. integr. plant biol.**鏈結：
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