来源:植物研究所2022-08-16 16:57
阳光是植物光合作用的能量来源和重要的环境信号,调节着植物的生长发育。其中,幼苗的光形态建成受到光质和光量的精确调控,涉及不同的光受体和一系列信号调控因子。COP1是由光形态形成的星形蛋白,如
阳光是植物光合作用的能量来源和重要的环境信号,调节着植物的生长发育。其中,幼苗的光形态建成受到光质和光量的精确调控,涉及不同的光受体和一系列信号调控因子。COP1是光形态形成的星形蛋白。作为一种E3泛素连接酶,它与靶蛋白相互作用并促进其降解。COP1广泛存在于植物和动物中。真核基因大多含有内含子,内含子被转录形成前体mRNA,通过动态剪接组装形成成熟mRNA。可变剪接又称选择性剪接,是基因重要的转录后调控机制。剪接发生在特定的位点,产生多种mRNA,翻译成不同的蛋白质,在相应的发育时期发挥重要作用。近年来,一些研究通过转录组分析了光对可变剪接的调控,但具体的调控机制尚不清楚。
中国科学院植物研究所研究员林荣呈将RNA解旋酶UAP56确定为调节光形态形成的新因子。UAP56在拟南芥中有两个高度同源的成员UAP56a和UAP56b,它们位于染色体上相邻的位置。从基因研究开始,发现UAP56a和UAP56b有冗余功能,但都是纯合致死。利用uap56a纯合和uap56b杂合的突变材料,证明了UAP56参与光敏色素和隐花色素光感受器介导的光形态发生的信号通路,是一个负调控因子。通过寻找相互作用的蛋白质,发现UAP56、COP1和剪接辅助体U2AF65直接相互作用。进一步利用纳米孔第三代转录组测序技术,发现UAP56和COP1在黑暗和光照条件下调控大量基因的转录和选择性剪接,包括植物生长发育、光合作用、光信号因子等许多相关基因。进一步的RNA沉淀实验表明,UAP56和COP1可以直接与剪接体和靶基因的mRNA结合,说明UAP56和COP1可以通过作用于剪接体直接调控光信号介导的选择性剪接。
本研究鉴定了光形态发生的新成员UAP56,发现了COP1作为选择性剪接调节子的新功能。揭示了UAP56和COP1通过调控下游基因的选择性剪接,共同调控光形态发生的分子机制和调控网络,增加了对植物光信号转导机制的认识。同时,UAP56广泛存在于植物、酵母、动物等中。并具有保守的RNA解旋酶结构。UAP56-COP1的作用方式为探索其他物种的类似机制提供了重要参考。
相关研究成果在线发表在《植物细胞》上。本研究得到了国家重点科技攻关项目的资助。d计划,国家和中国科学院。
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