RNA编辑因子PPR78及其靶标的协同演化

文摘   2024-05-28 11:15   江苏  

最近,德国波恩大学Lesch等人在The Plant Cell在线发表了题为Conservation of the moss RNA editing factor PPR78 despite the loss of its known cytidine-to-uridine editing sites is explained by a hidden extra target的研究论文,发现尽管由于额外的编辑目标 ccmFNeU1465RC 导致其两个已知的 C  U 编辑位点丢失,但是小立碗藓的线粒体 RNA 编辑因子 PPR78 在苔藓植物中是保守的。


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背景回顾


植物型RNA编辑是指细胞器转录本中胞苷向尿苷的位点特异性脱氨基。 PLS 亚家族的五肽重复 (PPR) 蛋白是这一过程的关键参与者。在苔藓中,PPR 编辑因子由 RNA 结合 PLS 型 PPR 结构域和 C 端 DYW 型胞苷脱氨酶结构域组成。 PPR78 是模型苔藓小立碗藓 (Physcomitrium patens) 中的九个细胞器 RNA 编辑因子之一。它对两个线粒体靶标进行不同程度的编辑:cox1eU755SL 位点被有效编辑,而 rps14eU137SL 位点被部分编辑。cox1 位点在其他苔藓中也至关重要,而 rps14eU137SL 的编辑变化很大,从不存在到非常有效。


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科学问题


我们目的是揭示 PPR78 及其在苔藓中的两个靶位点的共同进化。是什么导致了 rps14 编辑效率的差异?如果 PPR78 的两个靶位点由于基因组 C-T 转换造成预先编辑状态而丢失,会发生什么情况?


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研究发现


早期的物种采样范围广泛,重点关注羽苔目(Hypnales)。在这种苔藓中,cox1 位点是预先编辑的,使得编辑变得无用,rps14 位点的编辑效率低下或根本没有编辑,然而 PPR78 同源物在大多数物种中仍然保守。对立碗藓属敲除突变体与来自不同苔藓的 PPR78 直向同源物的互补研究表明,可变的 rps14 编辑是由来源于蛋白质本身,特别是它们的 PPR 结构域。我们在大肠杆菌中成功表达了功能性 PPR78。脱靶分析有助于预测 Hypnales 中 PPR78 的第三个编辑靶位点:ccmFNeU1465RC。我们在功能上将 PPR78 分配给细菌中的 ccmFN 位点,由此证明 PPR78 进化上保留在 Hypnales 中以发挥额外的编辑的功能。


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展望未来


需要进一步探索PPR78参与的编辑位点。PPR78 同源物的可变rps14eU137SL 编辑能力的区域可能会缩小到某些 PPR 重复序列。此外,PPR78同源物的ccmFNeU1465RC编辑功能可能需要通过敲除研究的方法在其它苔藓或异源表达体系中进行验证。


参考文献:

Elena Lesch, Maike Simone Stempel, Vanessa Dressnandt, Bastian Oldenkott, Volker Knoop, Mareike Schallenberg-Rüdinger. Conservation of the moss RNA editing factor PPR78 despite the loss of its known cytidine-to-uridine editing sites is explained by a hidden extra target. The Plant Cell, 2024, 36(3): 727–745. DOI: 10.1093/plcell/koad292



原文:Elena Lesch et al.

译者:Hongwei Jing, 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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