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Plant Cell | 一个调控温度诱导植物开花的新因子—

发布时间:2021-12-02 08:59 作者:admin 来源:未知 点击: 字号:

      植物已进化出多重机制以适应不断变化的外部环境条件,其中前体mRNA(Pre-mRNA)的选择性剪接在植物发育和非生物胁迫响应中发挥关键作用。此外,有研究表明,选择性剪接可以参与调控温度诱导的植物开花过程,该过程可能是通过抑制开花抑制因子FLM (FLOWERING LOCUS M)的转录水平实现的,但是其生化及分子机制尚不清楚。
 
      剪接体主要由U1、U2、U4/U6和U5 snRNP(small nuclear ribonucleoproteins)组成,其中U1 snRNP 被认为是选择性剪接的关键调节因子,并且之前已有研究在酵母和哺乳动物系统中明确了U1 snRNP 组分 Nam8/TIA1在Pre-mRNA 剪接中的重要性。在拟南芥中也发现了与Nam8/TIA-1高度同源的RBP45/47(RNA Binding Protein 45/47)家族成员RBP45a-d 和 RBP47a-c',并被证明在应激颗粒形成及缺氧/臭氧胁迫响应中发挥功能然而,目前关于RBP45/47 家族成员在Pre-mRNA 剪接中的作用知之甚少。
 
      近日,中国台湾中央研究院植物与微生物学研究所(IPMB)涂世隆团队通过序列比对和生化分析发现,RBP45d是U1 snRNP 的关键组分,并揭示了其参与温度介导的植物开花的分子机制。相关研究结果以The U1  snRNP  component RBP45d regulates temperature-responsive flowering in Arabidopsis为题发表在The Plant Cell上。
      该研究首先结合氨基酸序列比对和酵母双杂研究了拟南芥 RBP45/47 家族成员与 Nam8 之间的关系,并推测RBP45d是Nam8 的直系同源物。之后,研究人员通过免疫共沉淀发现,RBP45d 和 PRP39a(pre-mRNA-processing factor 39a,已被证明参与pre-mRNA剪接)体内发生相互作用,表明RBP45d 是拟南芥中 U1 snRNP 的一个组成部分。转录组分析结果还显示,RBP45d和 PRP39a共同调节一组特定基因的pre-mRNA剪接。
 
      研究发现,rbp45dprp39a突变株系不能正常响应温度对开花的诱导(晚花表型)并且FLC转录水平升高。有趣的是,转录组分析结果显示,FLC不是RBP45d 的直接靶标。进一步研究表明,另一种MADS-box 转录因子FLM(FLOWERING LOCUS M)受到RBP45d的调节并且二者具有体内相互作用,表明RBP45d 通过调节FLM 转录本的剪接进而调节开花时间。此外,FLM的转录水平受到温度的调控,但是rbp45dprp39a突变株中的FLM转录模式不同,再次表明RBP45d 和 PRP39a通过温度诱导的FLM可变性剪接介导植物开花过程。

Temperature-responsive flowering and FLM AS are regulated by RBP45d and PRP39a

       综上所述,该研究表明RBP45d作为植物U1 snRNP 组分,与PRP39a 共同调节开花抑制因子FLM的可变性剪接从而参与调控温度诱导的植物开花过程。研究结果拓展了对U1 snRNP 在环境温度介导的开花调节中的作用的理解。

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