翻译后修饰和剪接共同来调节植物胁迫响应

文摘   2024-07-25 17:50   江苏  

最近,来自德国比勒费尔德大学Dorothee Staiger团队和阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的Julieta L Mateos团队合作The Plant Cell在线发表了题为Arginine methylation of SM-LIKE PROTEIN 4 antagonistically affects alternative splicing during Arabidopsis stress responses的研究论文,探索了关键剪接因子的一个精氨酸残基甲基化是如何影响选择性剪接的



背景回顾


植物不断受到各种环境变化的影响,从环境温度的变化到病原体的感染。为了应对这些胁迫,植物细胞可以启动复杂的基因表达重编程,不仅可以改变生长和发育,还可以引发防御机制。植物胁迫反应涉及多个水平的基因调控。其中包括转录调控,它决定哪些基因被激活;转录后调控,控制 mRNA 是否进行选择性剪接;翻译调控,控制 mRNA 何时翻译成蛋白质;以及翻译后调节,决定这些蛋白质是否受到影响其活性的额外修饰。因此,不同分子程序互作来协同调控基因表达对于植物发育至关重要。


科学问题


先前的研究表明,在拟南芥中,PRMT5 甲基转移酶蛋白可以将可变剪接参与蛋白的精氨酸残基甲基化。为了确定甲基化在可变剪切(特别是在抗逆反应中)调节的重要性,我们将 SM 样蛋白 4 (LSM4) 剪接因子作为模型开展了研究工作。


研究发现


我们发现LSM4的丢失会导致广泛的错误剪接,但在正常生长下,其甲基化在剪接中的作用有限。另一方面,LSM4 甲基化会对环境胁迫做出反应,在生物和非生物条件下均表现出拮反应。细菌感染导致LSM4甲基化水平降低,影响植物免疫相关基因的剪接以增强抗性。相比之下,盐度会增加 LSM4 甲基化水平,这对于参与非生物胁迫反应的基因的正确剪接至关重要。


展望未来


我们的工作展示了翻译后修饰是如何改变 RNA 剪接以使植物适应环境。不同蛋白质修饰相互作用,共同有效控制 RNA 剪接过程,我们的研究有可能揭示植物适应所必需的关键分子机制。


参考文献:

Yamila Carla Agrofoglio, María José Iglesias, Soledad Perez-Santángelo, María José de Leone, Tino Koester, Rafael Catalá, Julio Salinas, Marcelo J Yanovsky, Dorothee Staiger, Julieta L Mateos. Arginine methylation of SM-LIKE PROTEIN 4 antagonistically affects alternative splicing during Arabidopsis stress responses. The Plant Cell, 2024, 36(6): 2219–2237. DOI: 10.1093/plcell/koae051


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原文:Julieta Mateos, María José Iglesias & Yamila Agrofoglio

译者:Qiujie Liu, TPC Assistant Features Editor

编辑:Zhaodong Hao, TPC Special Content Editor

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ThePlantCell
The Plant Cell, published by ASPB, reports novel research of special significance in plant biology.
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