近日,中国科学院植物研究所研究员秦国政、副研究员周磊磊透露了RNA去甲基化酶的氧化、还原、装饰和控制番茄果实成熟的机制。相关结果在自然界公布 Plants,Research同期期刊 Briefing频道发布了一份研究简报,推荐了这一结果。
活性氧作为一种重要的信号分子,在植物抵抗病原体感染、应对逆境胁迫、保持正常生长发育的多个生物学过程中发挥着重要的调节作用。在各种活性氧分子中,过氧化氢(H2O2)具有较长的半衰期,可调节植物发育阶段,如干细胞分化、花粉管伸展、气孔发育、水果成熟等,受到高度重视。然而,目前尚不清楚它如何与其他信号方法协同作用,以及如何共同调节植物发育阶段。
研究人员将番茄果实作为研究对象,发现H2O2会导致M6A RNA去甲基化酶SlALKBH2氧化装饰形成同源二聚体,促进SlALKBH2蛋白质的稳定性,确保其在水果成熟过程中发挥作用,进而揭示了H2O2信号协同M6A装饰控制水果成熟的新机制。
m6A RNA甲基化装饰广泛存在于真核生物的MRNA分子中,并参与多种生物学方法的调节。在这项研究中,研究人员首先推断,M6A去甲基化酶SLALKH2作为一种双氧化酶,可以在早期工作中被识别为氧化还原装饰。为了验证这一假设,研究人员在烟草中瞬间表达SLALKBH2编码基因,并使用H2O2进行处理。数据显示,SLAKBH2对H2O2敏感,并通过分子间二硫键在氧化环境中形成同源二聚体。在番茄果实成熟的过程中,
为了识别半胱氨酸,半胱氨酸在同源二聚体的形成过程中起着关键作用,研究人员单点或组合突变了SlALKBH2分子中的10个半胱氨酸,发现第39位半胱氨酸对同源二聚体的形成尤为重要。进一步分析表明,氧化装饰使SlALKBH2蛋白质更加稳定,但不影响其去甲基化酶活性。研究人员进一步筛选和识别了SlALKBH2的相互作用蛋白质,发现硫氧还原酶SlNTRC与SlALKBH2相互作用。SlNTRC可以调节
本研究建立了活性氧信号与表面转录组之间的关系,不仅提高了对植物发育和水果成熟分子机制的认识,而且为利用基因编辑技术改进作物种类提供了新的解决方案和方法。
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