植物和藻类等光合生物通过光合作用将光能转化为化学能，是生物质能源生产的生物学基础。强光胁迫产生的活性氧分子对光合系统造成损伤，大大降低光合效率。光系统II（PSII）位于光合电子传递链的首要位置，其在强光下的有效修复决定了光合作用的稳定运行。必威BETWAY官网付爱根教授领衔的植物分子生物学团队长期围绕光合生物的强光逆境响应机制开展深入研究，并取得一系列重要进展，发掘出多种参与光系统II组装修复的调节因子（Fu et al., 2007; Fu et al., 2023; Guo et al., 2024; Dong et al., 2024）。近日，该团队在中科院一区TOP期刊Plant, Cell & Environment在线发表了一篇题为“Dimerization of immunophilin CYN38 regulates Photosystem II repair in Chlamydomonas”的研究论文，报道了莱茵衣藻亲免蛋白CYN38通过二聚化调节光系统II修复的分子机制。

该研究发现一株独特的CYN38基因的显性负性突变体，其具有强光敏感表型，PSII修复效率显著下降。该突变体的CYN38蛋白羧基端产生一个延长肽段，导致CYN38不能形成同源二聚体，而同源二聚体的形成对其功能具有重要的调节作用。多种生理生化实验证据支持CYN38的羧基端结构域在维持其功能特性中起着双重关键作用：一方面介导其与PSII的特异性结合，另一方面调控该蛋白的同源二聚化过程。系统进化分析显示CYN38是光合生物进化过程中最保守的叶绿体亲免蛋白，存在于原核蓝藻、真核绿藻乃至陆生植物中。本研究证实了衣藻CYN38与拟南芥CYP38在PSII修复中具有功能保守性，并进一步深入揭示CYN38/CYP38的羧基端结构域介导的二聚化参与PSII修复。这一发现是对本课题组先前在拟南芥同源基因CYP38功能研究（Fu et al., 2007）的重要拓展和深化，为理解强光胁迫条件下高等植物和微藻光合作用的调控机制提供了新的理论依据，对提高生物质能源生产效率具有重要的指导意义。

必威betway体育2022级硕士研究生姚强、董洁，2021级博士后张腾月为论文的共同第一作者，必威betway体育王菲副教授和付爱根教授为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、陕西基础科学（化学、生物学）研究院基础科学研究计划和陕西省自然科学基础研究计划的资金支持。

参考文献：

Dong J, Hou J, Yao Q, Wang B, Wang J, Shen X, Lai K, Ge H, Wang Y, Xu M, Fu A, Wang F. (2024). The thylakoid phosphatase TEF8 is involved in state transition and high light stress resistance in Chlamydomonas. The Plant journal. 120: 2138-2150.

Fu A, He Z, Cho HS, Lima A, Buchanan BB, Luan S. (2007) A chloroplast cyclophilin functions in the assembly and maintenance of photosystem II in Arabidopsis thaliana. Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America. 104: 15947-15952.

Fu W, Cui Z, Guo J, Cui X, Han G, Zhu Y, Hu J, Gao X, Li Y, Xu M, Fu A, Wang F. (2023) Immunophilin CYN28 is required for accumulation of photosystem II and thylakoid FtsH protease in Chlamydomonas. Plant Physiology. 191: 1002-1016.

Guo J, Yao Q, Dong J, Hou J, Jia P, Chen X, Li G, Zhao Q, Wang J, Liu F, Wang Z, Shan Y, Zhang T, Fu A, Wang F. (2024) Immunophilin FKB20-2 participates in oligomerization of Photosystem I in Chlamydomonas. Plant Physiology. 194: 1631-1645.