自然子问题:通过CRY2揭示蓝光和环境温度

《自然-通讯》 (Nature Communications)在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心课题组刘洪涛撰写的题为Cry 2与Cis1相互作用通过FLM选择性剪接调控热敏开花的研究论文。研究发现，蓝光和环境温度通过CRY2-CIS1-FLM信号通路调节开花时间，同时，这条新的开花调节信号通路将开花时间与光和环境温度联系起来。

光周期和温度是与植物繁殖时间密切相关的季节信号。CRYs是一种蓝光受体隐花色素，介导开花时间的光周期调节，但CRYs是否以及如何参与开花的温度调节尚不清楚。根据以往的研究，CRY2主要参与光周期调控和开花，在长日照条件下只调控开花时间，短日照条件下没有功能。发现CRY2在低环境温度(16)和短日照下调控开花，说明CRY2不仅介导光周期调控开花时间，还介导环境温度调控开花。

在本研究中，我们发现CRY2可以直接与一种功能尚未见报道的RNA结合蛋白结合，并将其命名为CIS1 (cry2相互作用分裂因子1)。CRYs通过调节各种转录因子的活性来调节转录，但它们是否以及如何影响mRNA加工尚未见报道。可变剪接是一个关键的转录后事件，它在不增加基因数量的情况下调节转录本丰度，扩大转录组多样性。Ci 1和CRY2以蓝光依赖的方式相互作用，CIS1在拟南芥温控开花中起关键作用，而CIS1促进开花的功能完全依赖于CRY2。蓝光和CRY2可以调节RNA选择性剪接，从而影响基因表达和植物发育。并且blue CRY可以通过调节CIS1来调节大量基因的RNA选择性剪接，包括在温度调节开花中起重要作用的FLM。随着环境温度的变化，FLM前体mRNA经历选择性剪接的变化。FLM剪接形式在低温下积累，抑制开花。CIS1结合FLM前体mRNA来调节其选择性剪接，而CRY2调节CIS1的RNA结合活性。因此，蓝光通过CRY2-CIS1-FLM信号通路调节温度控制的开花，并且该信号通路将开花反应与光和环境温度联系起来。

S1和隐黄素CRYs一样，在进化上也是保守的。在动物和人类中发现了CIS1同源蛋白。本研究进一步发现，人CIS1同源蛋白可以直接与人CRY蛋白结合，这表明CRY通过结合RNA结合蛋白这一新的调控机制来调控基因选择性剪接，或者在进化中保守存在。

蓝光和环境温度对植物开花的协同调控