BioRxiv|植物 mRNA 长途运输的新调控机制,m5C 甲基化与 ALY 蛋白间的相互作用

文摘   2024-06-11 06:30   法国  


前言
拟南芥幼龄植物中,许多 mRNA 分子从地上部分运输到根部,这种运输过程与 RNA 甲基转移酶 DNMT2/NSUN2B 介导的 m5C 甲基化有关。缺乏这些酶活性会导致 mRNA 运输的缺乏。


Xu et al 揭示了植物体内一种新型的 mRNA 长途运输调控机制,该机制涉及 mRNA 分子上的 m5C 甲基化和核 mRNA 输出因子 ALY 蛋白之间的相互作用。

令研究人员惊讶的是,他们发现拟南芥成熟植株中,即便缺乏 m5C 甲基化酶 DNMT2/NSUN2B活性,TCTP1 和 HSC70.1 mRNA 仍能运输到根部。这表明在成熟植株中,除了 m5C 甲基化以外,还存在其他的调控因子影响着 mRNA 的运输。

  • ALY 蛋白的角色: 通过寻找这些调控因子,作者发现了属于 ALYREF 家族的核 mRNA 输出因子 ALY2 和 ALY4。研究表明,ALY2 和 ALY4 能特异性识别并结合携带 m5C 甲基的 mRNA 分子,并与这些 mRNA 分子一起运输到韧皮部,从而影响 mRNA 的长途运输。ALY4 对携带 m5C 甲基的 mRNA 具有更高的结合亲和力。


  • 转录组分析: 嫁接实验以及转录组分析结果表明,ALY2 和 ALY4 突变体中, graft-mobile mRNA ( 能够通过嫁接进行运输的 mRNA) 的组成发生了显著变化。这进一步支持了 ALY 蛋白在 mRNA 运输调控中的重要作用。


这项研究提出了一种新的观点,即 m5C 甲基化在植物不同发育阶段对 mRNA 运输具有相反的调控作用。在幼龄植物中,m5C 甲基化可能抑制 mRNA 运输,而在成熟植株中,m5C 甲基化与 ALY 蛋白结合,反而促进 mRNA 的运输。这项研究为我们理解植物体内复杂的 mRNA 长途运输调控机制提供了新的见解。



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