近日，浙江理工大学生命科学与医药学院梁宗锁、夏鹏国教授团队在园艺领域顶刊《Horticulture Research》（近五年IF=10.2）在线发表了题为“SmbHLH10 condensate-associated regulation promotes tanshinone biosynthesis in Salvia miltiorrhiza”的原创研究成果，首次从实验层面建立转录因子液-液相分离形成的生物凝聚体与药用植物活性次生代谢产物合成之间的联系，为中药材有效成分调控育种开辟全新思路。研究生黄杨为第一作者，梁宗锁教授、夏鹏国教授为共同通讯作者，浙江理工大学为第一完成单位。

液-液相分离（liquid–liquid phase separation，LLPS）能够驱动蛋白质和核酸形成动态的无膜生物分子凝聚体，重塑基因转录的空间调控模式。当前全球植物相分离研究多聚焦拟南芥等模式植物的生长发育、逆境应答，转录因子凝聚体是否调控药用植物药效物质合成，一直缺少直接实验证据。本研究以传统药用植物丹参为研究材料，锁定核心转录因子 SmbHLH10 开展系统验证。研究发现：SmbHLH10 可在丹参细胞核内形成凝聚体类结构，体外体系中也能产生具备融合特性的液滴；蛋白序列中的内在无序区 IDR2 是驱动凝聚体形成的核心功能区段。团队综合运用双荧光素酶报告、酵母单杂交、凝胶迁移阻滞、丹参毛状根遗传转化、CRISPR-Cas9 基因编辑、高效液相色谱定量检测等多重分子与生化技术，构建“SmbHLH10 凝聚体形成→丹参酮合成通路基因激活→丹参酮药效物质积累”的完整调控证据链。

该成果是团队植物液-液相分离系列研究的关键延伸。此前课题组已先后解析植物相分离蛋白结构与功能规律（Plant, Cell & Environment，10.1111/pce.14988），搭建转录因子相分离介导植物逆境适应的完整理论体系（Plant Physiology，10.1093/plphys/kiaf377），本次研究首次将相分离理论落地药用植物药效物质代谢领域，搭建起“基础蛋白规律-环境响应理论-药用成分合成应用”完整研究体系。

论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhag340。

供稿：夏鹏国课题组