氮是构成生命的元素之一。人类需要氮来制造氨基酸、蛋白质和核酸，这些氨基酸是生长、激素、大脑功能、免疫系统以及DNA和RNA所必需的。与植物不同，人类不能合成有机氮分子。相反，我们依靠植物来摄取氮。

植物利用环境中的硝酸盐或铵来合成有机氮分子，这个过程被称为氮同化。作物生产依赖氮肥来提高作物氮素吸收效率。然而，氮同化背后的调控机制仍然是科学家们所无法理解的。

多种蛋白质介导氮同化。当周围土壤和水中含有较低的铵和硝态氮离子时，这些蛋白的表达较高，表明依赖于这些因素的负调控因子的存在。

该小组之前的研究表明，MYB1蛋白在诱导氮同化所需基因的表达中起着关键作用，在高氮环境中被抑制。目前的研究结果表明，新型蛋白NDB1使MYB1失活。NDB1在细胞质中捕获MYB1并阻止其作为转录因子的功能。

“NDB1-MYB1通路是调节氮同化的关键因素，”日本东北大学医学院生物化学系教授Kazuhiko Igarashi说，他与东京工业大学创新研究所的周白峰合著了这篇论文。“我们的发现是植物科学领域的一个突破。”

由东京工业大学创新研究所的今村Sousuke领导的合作团队还发现，删除NDB1基因使红藻即使在富氮条件下也能保持依赖myb1的硝酸盐同化基因表达，这表明操纵NDB1可以促进植物生长。

展望未来，Igarashi渴望进一步探索MYB1转录因子网络。“我们想要确定其他参与氮同化调节的蛋白质，并研究是否可以通过操纵NDB1来提高氮同化。”

Journal Reference:

Baifeng Zhou, Hiroki Shima, Kazuhiko Igarashi, Kan Tanaka, Sousuke Imamura. CmNDB1 and a Specific Domain of CmMYB1 Negatively Regulate CmMYB1-Dependent Transcription of Nitrate Assimilation Genes Under Nitrogen-Repleted Condition in a Unicellular Red Alga. Frontiers in plant Science, 2022; 13 DOI: 10.3389/fpls.2022.821947