河南大学宋纯鹏教授团队在Nature Communications上发表研究成果,揭示植物耐热调控新机制

学术   2024-11-09 23:51   广东  

,河南大学宋纯鹏教授团队在国际知名期刊Nature Communications上发表了题为Sequestration of DBR1 to stress granules promotes lariat intronic RNAs accumulation for heat-stress tolerance的研究论文。研究首次揭示了高温胁迫引起环状内含子RNAlariat intronic RNAs)的积累及其调控机制。

随着全球气候变暖,极端高温事件愈加频繁,植物作为固定生长的生物体,面临着严峻的高温胁迫。这种胁迫不仅严重影响植物的生长、发育、产量和品质,甚至在极端情况下可能导致植物死亡。在长期的进化过程中,植物形成了一系列复杂的生理和生化适应机制,主要涉及基因转录和转录后调控。在基因转录层面,热胁迫相关的转录因子,如热激反应因子(HSFs)和热休克蛋白(HSPs)的功能和作用机制已逐步被揭示。此外,高温胁迫还会诱导应激颗粒的形成,这些颗粒通过选择性地招募mRNA和蛋白质,发挥存储、降解、保护或隔离的功能。

环状内含子RNAlariat RNA)是mRNA成熟过程中形成的副产物。传统上认为它们最终会RNA脱支酶DBR1线性化并降解。然而,本研究揭示了高温胁迫引起环状内含子RNA的积累,进而提高RNA Pol II的转录效率,从而增强了热胁迫相关基因的表达。同时,还发现了高温胁迫下环状内含子RNA积累的新机制:高温诱导DBR1互作蛋白SICKLE发生相分离,将DBR1招募至应激颗粒中进行隔离,从而减少细胞对环状内含子RNA的降解能力,导致其丰度增加。这项研究不仅丰富了我们对植物应对高温胁迫分子机制的认识,也为作物抗逆性遗传改良提供了新的思路。

安徽农业大学生命科学学院吴承云副教授、河南大学在读博士研究生王行松为论文共同第一作者。河南大学宋纯鹏教授和胡筑兵教授为论文通讯作者。华中农业大学谢周丽副教授,河南大学徐秀美教授和郭思义教授,澳大利亚昆士兰大学José Ramón Botella教授,复旦大学郑丙莲教授,北京大学王伟研究员,以及河南大学博士生研究生李炎、甄伟波、王春菲和工作人员王晓庆参与了该项工作。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目,河南省自然科学基金,海南省科技计划三亚崖州湾科技城科技创新联合项目等的资助。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-024-52034-w
来源:河南大学

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