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Poly(A)尾介导的全新转录后调控机制研究专题二——植物篇

真核生物中,几乎每条成熟mRNA的尾部都会带有多聚腺苷酸,即Poly(A)尾。随着技术的不断成熟,研究者对Poly(A)尾的作用认识更加丰富:Poly(A)结合蛋白(PABPC)可以促进Poly(A)的去除(即发生脱腺苷化,deadenylation),而当mRNA稳定且高频翻译时,Poly(A)在稳态下的长度远低于预期。此外,翻译延伸的速率会影响脱腺苷化。因此,Poly(A)尾、PABPC、翻译过程和mRNA降解间的相互作用在基因调控中起重要作用。

 

未来几年将是mRNA转录后调控研究的复兴,尤其是Poly(A)尾介导的调控机制。基于此,小编特对最近发表的Poly(A)尾相关文章思路进行了汇总,上期为大家介绍了动物方向的Poly(A)尾机制研究(),本期将为大家呈现的是植物方向的Poly(A)尾研究

 

 

案例一

 

植物全长RNA图谱揭示了Poly(A)长度的组织特异性和进化保守性

 

文章题目:An atlas of plant full-length RNA reveals tissue-specific and monocots-dicots conserved regulation of Poly(A) tail length

发表期刊:Nature Plants(IF=17.352)
发表时间:2022.8.18

 

Poly(A)尾是真核生物mRNA的标志之一,在调节mRNA代谢和翻译中起重要作用。Poly(A)的长度受到Poly(A)聚合酶和去腺苷化酶的动态调控。然而目前植物mRNA Poly(A)尾信息的资源仍相对匮乏。

 

该研究选取拟南芥的7种不同组织,以及玉米、水稻、大豆的茎组织。共构建了20个FLEP-seq2文库,使用Nanopore MinION芯片进行测序,建立了包含拟南芥7个不同组织以及水稻、玉米、大豆茎的带有Poly(A)尾长度信息的全长转录组数据库。

 

该研究显示不同组织,不同物种的Poly(A)长度分布非常相似,但也有一些差异:与其他组织相比拟南芥的花粉和种子的Poly(A)长度分布有差别。与拟南芥相比,水稻茎有更多的带有极短Poly(A)尾的转录本。但同源基因的Poly(A)尾长在不同物种中相对保守,可能是自然选择的结果。半衰期短的mRNAs通常有较长的Poly(A)尾,而半衰期长的mRNAs具有相对较短的Poly(A)尾。在不同的物种中,细胞核中的Poly(A)尾几乎是细胞质中的两倍长。该数据库能够在不同组织和不同物种的单基因水平对植物Poly(A)尾进行全基因组表征研究,为未来植物Poly(A)尾调控功能和进化研究奠定了基础。

 

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案例二

 

Direct RNA-seq和蛋白质组学联合分析揭示干旱胁迫下毛果杨次生木质部的变化

 

文章题目:Drought induces epitranscriptome and proteome changes in stem-differentiating xylem of Populus trichocarpa

发表期刊:Plant Physiology(IF=8.005)

发表时间:2022.6.7

 

了解基因表达和调控需要更加深入了解RNA转录、加工、修饰和翻译。然而,干旱胁迫下毛果杨(Populus trichocarpa)的表观转录组和蛋白质组之间的关系仍不确定。本研究利用Direct RNA-seq(DRS)揭示了干旱处理下毛果杨次生木质部中RNA全长转录本的比率、m6A、Poly(A)位点利用率和Poly(A)长度的动态变化,同时将表观转录组和蛋白质组进行关联分析。

 

研究结果显示干旱胁迫下,全长转录本比率降低,转录组和蛋白质组变化之间的相关性下降,m6A比率增加,伴随着 mRNA和蛋白表达下降。有趣的是,干旱胁迫下大部分基因发生了近端Poly(A)到远端Poly(A)位点的变换。最后,研究者发现高表达基因的转录本具有较短的Poly(A)尾,干旱胁迫增加了长Poly(A)尾转录本的百分比。该研究扩展了人们对于干旱胁迫对基因表达转录后影响的理解,为后续抗逆林木遗传材料的培育提供了理论指导。

 

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参考文献:

Jia J, et al. An atlas of plant full-length RNA reveals tissue-specific and monocots-dicots conserved regulation of Poly(A) tail length. Nature Plants. 2022

Gao Y, et al. Drought induces epitranscriptome and proteome changes in stem-differentiating xylem of Populus trichocarpa. Plant Physiol. 2022 

 

 

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