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。
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。
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。
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。
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