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Plant Cell 厦门大学李庆顺团队揭示拟南芥开花因子FY在选择性多聚腺苷化过程中的功能

文章出处:365bet体育 发表时间:2019-09-22 10:19:16

  真核生物绝大多数mRNA前体都需要经过3末端的核苷酸信号识别、切割、添加一段腺苷酸尾巴,这个过程称为多聚腺苷化(polyadenylation, poly(A))【1】。近年的研究发现大概50%的基因具有多个poly(A)位点,称之为选择性腺苷化(Alternative PolyAdenylation, APA)【2,3】。不同poly(A)位点的选择使得一个基因产生多种转录本,从而增加了转录本的多样性,因此,APA是存在于真核生物中一种重要的基因表达调控机制,其关键步骤是mRNA前体的核苷酸序列的识别,直接决定了成熟mRNA转录本的序列【4】。然而,植物中poly(A)信号识别的机制还知之甚少,原先认为是开花因子的FY在全基因组范围内参与多聚腺苷化过程的分子机制还未见报道。

  李庆顺团队使用一系列FY突变体及FY/AtCPSF30双突变体,结合该团队研发的3末端高通量测序方法PolyA标签测序法(PAT-seq),全面探讨了FY不同结构域在poly(A)位点使用中的作用,同时阐明FY与AtCPSF30在poly(A)信号识别过程中的关系。结果表明,FY的WD40结构域的突变比PPLPP结构域缺失对poly(A)位点使用有着更强的影响(图1)。

  研究发现,FY的WD40结构域的突变与PPLPP结构域的缺失对3UTR的poly(A)位点选择和信号使用有着相反的影响(图2)。此外,FY与AtCPSF30在信号识别中的功能并不是完全重叠,但都参与了A-rich信号的识别(图2)。进一步证明了FY和AtCPSF30调控的APA参与开花时间、主根生长和非生物胁迫反应过程的调控。

  图2. 3UTR区间NUE信号区的单核苷酸使用以及信号分析。(A-G)单核苷酸使用,“oxt6 unique”代表oxt6特异的poly(A)位点,通讯设备包括哪些相对于野生型,只有oxt6有此位点。“WT unique”代表WT特异的poly(A)位点。“Common”代表同时存在于野生型和突变体中的poly(A)位点,其他突变体有着相似的表示方式。(H)和(I)保守的AAUAAA信号和其一个碱基变异的信号使用分析。“WT-oxt6”相对于oxt6,野生型中特异的poly(A)位点,其他突变体有着相似的表示方式。

  厦门大学环境与生态学院的李庆顺教授为该论文的通讯作者,博士生于志波为论文第一作者,博士后林俊城参与研究。

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