Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã thực hiện đề tài: “Xác định và phân tích chức năng mối tương tác giữa protein MAP kinase với một số nhân tố phiên mã (transcription factor) trong việc điều khiển khả năng chống chịu với điệu kiện bất lợi của môi trường ở cây Arabidopsis” trong thời gian từ năm 2014 đến năm 2016.

Sau gần ba năm thực hiện, đề tài đã thu được một số kết quả chính như sau:

- Bằng phương pháp sàng lọc sự phosphoryl hóa trên pha rắn (solidphase), đã xác định được 29 protein có tiềm năng là cơ chất của ba enzym MPK3/4/6 trong số này có một số protein là các nhân tố phiên mã như: CCCHtype zinc finger family protein (At2g41900), ERF72 (At3g16770), CCHCtype zinc knuckle family protein (At3g43590), Transcription regulatory protein SNF2 (At2g46020).

- Kết quả thử nghiệm phosphoryl hóa trong phòng thí nghiệm sử dụng thử phương pháp kinase assay và ingel kinase assay đã xác định được 04 nhân tố phiên mã là cơ chất của cả protein MPK3 và MPK6 tái tổ hợp và protein tự nhiên tách chiết từ cấy Arabodopsis là MYB77 (At3g50060), ABR1 (At5g64750), ERF72 (At3g16770) và CCCHtype zinc finger family protein (At2g41900).

- Sử dụng phương pháp khối phổ đã xác định được 06 điểm phosphoryl hóa cho MPK trên protein MYB77 gồm các vị trí serine số 62, 148, 151, 165, 168 và tyrosine số 279. Đồng thời xác định được vị trí serine 354 là điểm phosphoryl hóa cho MPK trên protein ABR1. Các kết quả này đã được khẳng định lại thông qua đột biến điểm định hướng (sitedirected mutagensis) kết hợp với thử nghiệm phosphoryl hóa.

- Một nghiên cứu trước đã xác định cả MPK3/6 tái tổ hợp và tự nhiên phosphoryl hóa nhân tố phiên mã ZAT10 (At1g27730) trên hai vị trí serine số 8 và serine số 210. Trong nghiên cứu này chúng tôi đã chuyển gen ZAT10 dạng tự nhiên (ZAT10WT) và dạng đột biến tại hai vị trí phosphoryl hóa (ZAT10AA) vào cây Arabidopsis kiểu dại (WT) và cây đột biến mất chức năng gen ZAT10 (zat10 mutant). Sau đó chọn lọc các dòng cây chuyển gen và so sánh kiểu hình của các cây này. Kết quả cho thấy gen ZAT10 tham gia vào chức năng đáp ứng với áp suất thẩm thầu cao của cây Arabidopsis và việc đáp ứng này được biểu hiện qua sự phát triển của rễ trên môi trường có chứa sorbitol. Hơn thế nữa, kết quả nghiên cứu còn cho thấy có sự tham gia điều hòa trực tiếp của MPK thông qua hai vị trí phosphoryl hóa trên protein ZAT10 trong quá trình cây đáp ứng với áp suất thẩm thấu cao.

Kết quả nghiên cứu đã mang lại nhiều thông tin mới cho khoa học điển hình là việc lần đầu tiên chỉ ra được vai trò của gen ZAT10 trong việc đáp ứng với điều kiện áp suất thẩm thấu cao ở cây Arabidopsis. Đồng thời cung cấp thông tin mới về vai trò sinh học của sự tương tác giữa MPK và nhân tố phiên mã trong điều hòa đáp ứng với điều kiện bất lợi của môi trường ở cây Arabidopsis. Các thông tin này có thể triển khai áp dụng trong chọn tạo giống cây trồng trên một số đối tượng khác nhau.

Nghiên cứu cũng đã cung cấp thông tin về sự phosphoryl hóa trực tiếp của MPK với một số nhân tố phiên mã mà những nghiên cứu trước đây chưa từng công bố. Các nhân tố phiên mã này có sự tham gia vào một số vai trò khác nhau ở cây Arabidopsis, chẳng hạn MYB77 tham gia vào việc dẫn truyền auxin, ABR1 tham gia vào dẫn truyền ABA, ERF72 tham gia vào con đường điều hòa ethylene. Các phytohormone này có vai trò quan trọng đối với chuỗi dẫn truyền tín hiệu thông qua MPK. Chính vì thế rất có thể sự phosphoryl hóa của MPK lên MYB77, ABR1, ERF72 sẽ đóng vaii trò nào đó trong Arabidopsis.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 13625/2017) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

N.P.D (NASATI)