研究生教育概况 机构设置及职能 人员分工 研究生教育简报
通知公告 硕士招生 博士招生 在职专业学位 导师介绍 考研资料 下载中心 办事指南
部门通知 学籍管理 教学管理 实践管理 科研管理 规章制度 考核分流 在职管理 下载资料
导师遴选 优秀论文评选 论文答辩 学位委员会 在职申请 部门通知 规章制度 办事指南 下载资料
部门通知 基地建设 条件建设 评估信息 学位点目录 文件政策 规章制度 下载资料 办事指南
文件通知 教育部平台项目 培养模式改革项目 课程建设项目 教育国际化项目 优博优硕项目 教育教学研究项目 办事指南 下载资料
思政党建 事务管理 学术科技 挂职锻炼 院系风采 部门通知 规章制度 办事指南 下载资料
国家文件 改革解读 共同关注 学校动态
你当前的位置:首页>学术创新
植物RNA是如何被编辑的?
发布时间:2017年04月13日

     核心提示: 2017年4月11日,Nature Plants以article形式在线发表了我校作物遗传改良国家重点实验室/生科院殷平教授团队关于植物RNA编辑复合体参与RNA编辑分子机制的最新研究成果。论文报道了RNA编辑关键因子MORF蛋白可以和PLS-type PPR蛋白相互作用形成复合物,并促进PLS-type PPR蛋白对靶标RNA的结合能力。同时报道了PLS-type PPR蛋白、MORF9蛋白及其复合物的晶体结构。

    南湖网讯(通讯员 洪思行)同在4月11日,Nature Plants以article形式在线发表了我校作物遗传改良国家重点实验室/生科院殷平教授团队关于植物RNA编辑复合体参与RNA编辑分子机制的最新研究成果。

     类似于在一篇WORD文档中,会时常使用插入、删除、替换等手段来修改文字信息,被称为文档编辑。在植物遗传信息“天书”中,RNA编辑是指通过转录后特异位点核苷酸的插入、缺失及转换等加工修饰手段,对基因进行修饰和调控。在高等植物中,RNA编辑主要发生在线粒体和叶绿体中。RNA编辑异常影响植物细胞器的生物发生,导致植株生长缓慢,以及生殖发育障碍。

     早在1989年研究人员就在植物中发现了RNA编辑的现象。2005年,第一个参与RNA编辑的蛋白因子被鉴定出来,发现它是一个PLS-type的PPR蛋白。随后,一系列的研究鉴定了多个PLS-type PPR蛋白家族作为反式因子参与RNA编辑。2012年,两个独立的研究组同时筛选到另一类RNA编辑因子——MORF蛋白家族(也称为RIP)。MORF突变体极大的降低线粒体和叶绿体RNA编辑的效率。

     但是,这些蛋白因子是如何协同参与植物细胞器RNA编辑的分子机制并不清楚。

     为了解决以上问题,该课题组首先试图通过结构生物学手段解析PLS-type PPR蛋白以及MORF蛋白的结构。由于大多数天然的PPR蛋白性质不好,很难拿到天然的PLS-type PPR蛋白进行结晶实验。该课题组通过将拟南芥中所有的PLS-type PPR蛋白进行序列保守性分析,巧妙的设计了一个含有9个重复序列包含3个PLS三联体重复的PLS-type PPR蛋白,命名为(PLS)3PPR。该蛋白可以进行异源可溶性表达,性质稳定。最终获得了PLS-type PPR蛋白的晶体结构,揭示了P,L,S这三类重复单元结构的差异性。

研究组同时对MORF家族蛋白成员进行结晶筛选,解析了MORF9蛋白的结构,发现其是一类新型的蛋白结构。研究人员通过生化实验证实(PLS)3PPR通过PLS三联体和MORF9相互作用,并解析了(PLS)3PPR - MORF9复合物晶体结构。结构显示L-type重复单元在介导蛋白相互作用过程中发挥关键的作用。有意思的是(PLS)3PPR - MORF9复合物比(PLS)3PPR单体有更强的RNA结合能力。结构比对发现,MORF9的结合驱使(PLS)3PPR 的L-type重复单元发生构型转变,使其更为紧凑,从而使得其第2位和35位的氨基酸距离更近,更有利于其对RNA碱基的结合。

基于以上发现,该研究组提出了MORF蛋白在RNA编辑中发挥功能的分子机制:在没有MORF蛋白存在的情况下,PLS-type PPR蛋白有较弱的靶标RNA结合能力;而当MORF蛋白存在时,可以引起PLS-type PPR蛋白构型发生改变,从而增强其对靶标RNA的结合能力。

NP-model
 

    该研究由博士后闫俊杰、研究生张群霞作为论文共同第一作者,殷平教授作为论文通讯作者。中国科学院植物研究所林荣呈研究员为本研究提供了帮助。校级蛋白质平台为该研究的开展提供了强有力的支持。上海同步辐射光源(SSRF)为数据收集提供了帮助。该研究受到了科技部基金、华中农业大学科技自主创新基金和人才启动基金、以及中国博士后基金的资助。闫俊杰博士特别鸣谢学校优秀博士后持续职业发展基金项目的支持。

    文章链接:http://www.nature.com/articles/nplants201737

CopyRight?2005-2012 版权所有:华中农业大学研究生院
地址:中国·湖北·武汉 南湖狮子山街一号
技术支持:现代教育技术中心