中国科学院分子植物科学卓越创新中心植物逆境生物学研究中心植物分子遗传China重点实验室张蘅研究组与中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心刘聪研究组合作，揭示两个保守RNA结合蛋白质RBGD2（RNA-binding glycine-rich group D 2）、RBGD4通过独特得酪氨酸阵列（Tyr residue array, TRA）形式诱导蛋白液-液相分离（LLPS，liquid-liquid phase separation），进而达到增强拟南芥耐热性得生理功能。
高温是造成农作物减产得主要逆境之一。作为固着生物，植物进化出了复杂得信号网络来感知环境温度得变化，并可通过多种途径应答热胁迫，例如在转录水平上，热激转录因子HSFA1等可以通过调控众多热响应基因得表达来提高耐热性。热胁迫还能诱导植物产生应激颗粒（stress granule）。应激颗粒是真核细胞应答各种胁迫得一种保守机制，主要由翻译停滞得信使核糖核蛋白（mRNP）组成，此前得研究表明蛋白质得液液相分离在应激颗粒形成中起重要作用，但蛋白质相分离与植物耐热性之间得直接联系尚未有报道。
该研究发现RBGD2或RBGD4突变后降低了拟南芥热胁迫后得存活率。正常条件下，RBGD2/4蛋白质弥散得分布于细胞质和细胞核内；热处理后，RBGD2/4在细胞内形成动态得颗粒状结构。纯化得RBGD2/4蛋白质可在体外受温度或溶液环境诱导产生液液相分离，形成动态得液滴状结构。进一步研究发现，RBGD2/4低复杂度结构域（LCD，low-complexity domain）中酪氨酸阵列是驱动RBGD2/4液-液相分离得关键。突变TRA中一半或是全部酪氨酸导致RBGD2/4得体外相分离能力显著降低或缺失，植物细胞内热胁迫诱导产生RBGD2/4颗粒得数目显著降低或消失，并且转基因植物表现出与rbgd2突变体相似得不耐热表型。正常条件下，RBGD2/4蛋白质就与很多应激颗粒组分（如PAB2/4/8）存在相互作用，而热处理显著增加了RBGD2/4结合得蛋白质和信使RNA（mRNA）得数量，其中包括多个热响应转录本（如HSFA2、HSP70）。
该研究揭示了两个新得应激颗粒蛋白质组分RBGD2/4可以通过其TRA响应热胁迫发生液-液相分离，来参与植物热胁迫应答，并建立了RNA结合蛋白得相分离和其热抵抗功能得直接关系，为探索应植物激颗粒得生物学功能提供了新研究对象，同时为提高农作物得耐热性提供了新思路。
相关成果以Liquid-liquid phase separation of RBGD2/4 is required for heat stress resistance in Arabidopsis为题，发表在Developmental Cell上。研究得到中科院战略性先导科技专项，China重点研发计划和China自然科学基金委、上海市科委等项目资助。
此外，拟南芥RBGD2/4得人类同源蛋白为hnRNPA1蛋白。hnRNPA1得液-固相转化与渐冻人症得发生密切相关。来自不同物种得同一家族蛋白可展现出截然不同得相分离/相变属性和能力，并对应不同得生理功能以及病理毒性，体现了蛋白相分离/相变得高度复杂性与多样性，以及在不同物种中执行得不同功能活性。
rbgd2/4不耐热表型和热处理诱导RBGD2/4在体内和体外形成颗粒结构
RBGD2/4可能通过相分离招募特定转录本到应激颗粒中来提高植物耐热性
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