IRONMAN如何参与植物的铜稳态

铜(Cu)的可用性对于植物生长和发育以及粮食产量和质量至关重要。植物维持铜稳态至关重要。为了维持不同组织和器官中铜的稳态，必须精确控制铜的吸收和转运。IRONMAN(IMA)是一个小肽家族，可以结合铁(Fe)和铜离子。

据报道，IMAs可调节拟南芥中的Fe稳态。然而，目前尚不清楚IMA是否参与Cu稳态。

在《新植物学家》杂志上发表的一项研究中，中国科学院西双版纳热带植物园(XTBG)的研究人员表明，IMAs与铜缺乏诱导转录因子1(CITF1)相互作用，以维持植物体内铜的稳态。

研究人员首先测试了IMA基因的表达是否对铜浓度的变化有反应，发现铜缺乏会抑制IMA基因的转录。所有IMA基因的联合破坏导致对铜缺乏的耐受性增加，并增加铜摄取基因的转录本丰度，而IMA1或IMA3的过度表达则具有相反的效果。

研究人员随后进行了蛋白质相互作用分析研究，发现IMA与铜缺乏诱导转录因子1(CITF1)相互作用，CITF1是铜摄取基因的正调节因子。

此外，IMAs不仅干扰CITF1的DNA结合，而且抑制CITF1的转录激活活性，从而导致Cu摄取基因的下调。当Cu充足时，IMA会阻止CITF1与Cu摄取基因的启动子结合，并阻止CITF1激活Cu摄取基因。当Cu缺乏时，IMAs的表达受到抑制。

结果表明，IMA与CITF1发生物理相互作用，并通过抑制DNA结合和转录激活来负向调节铜缺乏反应。

“这项研究表明IMA是铜缺乏反应信号通路的一个新组成部分。它为允许植物动态响应铜状态的复杂系统的存在提供了实验支持，”XTBG的梁刚说。