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北京林业大学生物科学与技术学院高宏波实验室，首次对叶绿体分裂基因的表达调控机制进行了深入的研究，并提出了同一家族的转录因子可通过结构上的特异性分化来精细调控基因表达其家族进化的模型。相关成果日前在线发表于《植物杂志》。
据介绍，叶绿体分裂是近年来全球植物学研究领域的热点，已有不少参与该过程的基因被鉴定出来。然而，关于这些基因表达调控方面的研究却鲜有报道。
此次高宏波实验室以模式植物拟南芥为实验材料，通过突变体筛选发现了两个与ARC5基因突变的植物具有类似表型的突变体——cpd25和cpd45。通过精细的遗传作图定位和基因克隆鉴定，研究人员发现其均编码转录因子，且同属一个基因家族，是激活ARC5基因表达的关键基因。
在叶绿体的分裂蛋白复合体中，ARC5是一个关键组分。研究人员通过凝胶阻滞实验等手段，发现了这两个转录因子具有不同的作用机制，并提出了共同作用调控ARC5基因表达的模型。结果显示，ARC5定位于叶绿体分裂位点，分布于外膜上的细胞质一侧，属于发动蛋白家族，是一个GTP酶，可能通过水解GTP产生的作用力促使叶绿体外膜在分裂过程中缢缩。