Abstract
摘 要
2024年10月31日，Plant Communications在线发表了西班牙农业基因组研究中心题为” Nucleo-cytoplasmic distribution of SAP18 reveals its dual function in splicing regulation and heat stress response in Arabidopsis”的研究文章，揭示拟南芥中ASAP（Apoptosis- and Splicing-Associated Protein）复合体关键组分SAP18在调控拟南芥发育和热胁迫响应中的双重作用。
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101180
研究背景
在植物中，高温胁迫是一种常见的环境胁迫，它会影响植物的生长、发育，甚至生存。为了应对高温，植物会激活一系列的分子机制来维持蛋白质稳态、保护细胞结构、调节基因表达等。其中，核内蛋白与RNA加工、转录调控、剪接调控密切相关，构成植物对环境变化的响应基础。SAP18（Sin3A-Associated Protein 18）是一种已知在人类细胞中与凋亡和剪接相关的蛋白质，其在植物中的功能却尚未完全了解。在动物系统中，SAP18是ASAP（Apoptosis- and Splicing-Associated Protein）复合体的核心组成部分，与细胞凋亡和RNA剪接调控直接相关。近年来的研究发现，ASAP复合体的其他成员也存在于植物中，且与一些重要的生理功能相关，因此植物SAP18的潜在作用备受关注。
研究结果
通过蛋白-蛋白相互作用的免疫共沉淀分析，研究团队确认了SAP18在ASAP复合体中的核心角色及其在剪接调控中的潜在作用。实验结果表明，SAP18在正常生长条件下主要定位于细胞核，并与SR45、ACINUS等蛋白形成ASAP复合体（图1）。该复合体参与了叶片发育相关基因的剪接调控，影响了拟南芥的叶形态发生和开花时间等重要发育过程。研究发现，SAP18在ASAP复合体中具有关键作用，能够特异性调控叶片发育基因的剪接，确保正常发育。
图 1.ASAP 复合物背景下的 SAP18 亚细胞定位。
接着，他们利用荧光标记观察SAP18在正常条件和高温胁迫下的亚细胞定位变化，发现在高温胁迫下，SAP18会从细胞核转移至细胞质中的应激颗粒和处理小体（图2），表明SAP18可能在热胁迫反应中起到保护作用。SAP18突变体对高温表现出更强的敏感性，而正常表达SAP18的植物具有较高的热耐受性。这一核-质转移现象暗示SAP18在植物应激颗粒的形成及热应激响应中的调控作用。
图 2.热休克 （HS） 后 SAP18 的亚细胞定位。
最后，基于SAP18突变体和ASAP复合体成员的基因缺失分析，他们探讨了SAP18在植物发育及高温胁迫响应中的具体生理功能（图3）。在SAP18基因突变体中，拟南芥的叶片发育异常，植株的热耐受性也显著降低。此外，SAP18的缺失会破坏ASAP复合体的完整性，导致拟南芥无法正常进行叶片发育和热响应过程。这表明SAP18是ASAP复合体的必要成分，其存在对植物发育和应对环境胁迫至关重要。
图 3.拟南芥中 SAP18 作用的推测模型。
综上，本研究揭示了SAP18在拟南芥发育及高温胁迫响应中的双重功能。SAP18作为ASAP复合体的关键组成部分，调控叶片发育相关基因的剪接，进而影响植物的发育进程。同时，在高温胁迫下，SAP18从细胞核转移至细胞质中的应激颗粒和处理小体中，表明其在热胁迫响应中的保护作用。SAP18的缺失不仅导致叶片发育缺陷，还降低了植物的热耐受性。综合来看，SAP18在植物中扮演着重要的调控角色，其核-质分布变化可能是植物应对高温等环境胁迫的重要机制。
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