生命科学领域长期存一个难题:作为植物最大蛋白家族的受体样激酶,由于进化特性复杂,约13%的成员一直难以准确分类;湖南农业大学与湖南大学联合攻关团队历时三年,通过创新方法取得突破。传统序列比对在低相似性蛋白分析上局限明显。研究团队负责人介绍,部分RLK蛋白序列差异较大,但三维结构高度保守。为此,科研人员首次将677个晶体结构纳入系统分析,其中467个为新发现。团队还鉴定出16种刚性β-折叠架构,解释了植物在固着生长状态下仍能稳定传导信号的分子基础。针对25,044条“孤儿序列”的分类难题,团队开发了多算法融合的分析系统,通过拓扑网络与深度学习结合,使未分类序列比例显著下降。新发现的70个家族中,半数与细胞壁调控涉及的,为理解植物防御机制提供了新视角。数据库实现多项功能升级:建立可视化交互平台,支持结构相似性比对;构建功能预测模块,可快速筛选目标基因;整合进化分析工具,助力功能研究。中国农业科学院专家评价称,这项成果填补了植物信号传导研究的空白。展望未来,该数据库将在多个领域发挥作用。在基础研究上,有助于揭示植物适应机制;应用上,可为抗病育种提供靶点;教学上,将成为生物信息分析的案例。团队表示,下一步将重点开展水稻、小麦等主粮作物的应用验证。
植物受体样激酶分类精度提升,意味着植物“感知世界”的分子天线图谱更加清晰。metaRLK 2.0的发布为结构与算法融合研究提供示范,也为植物科学从基础认知走向应用创新奠定了更坚实的数据库基础。随着结构数据积累与智能工具迭代,该领域有望作物安全与粮食保障上释放更大潜力。