【摘 要】
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RNA剪接是基因表达过程中一种重要的基因转录后调控方式,选择性剪接有效地延伸了基因功能的多样性。现有研究表明拟南芥中选择性剪接参与多个生物学过程,如开花时间、昼夜节律
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RNA剪接是基因表达过程中一种重要的基因转录后调控方式,选择性剪接有效地延伸了基因功能的多样性。现有研究表明拟南芥中选择性剪接参与多个生物学过程,如开花时间、昼夜节律、胁迫响应及植物免疫等。但是,剪接过程对叶绿体发育基因的表达调节研究还很少。 通过筛选叶绿体发育缺陷的斑叶突变体thf1的抑制子得到sot4。图位克隆结果表明Suppressor of thf14(SOT4)编码一个保守的剪接因子SF1(splicing factor1)。DNA测序结果表明sot4突变体中该基因的编码序列发生了一个G到A的突变,导致SF1蛋白第198位的甘氨酸替换为精氨酸。在酵母和动物细胞中, SF1/BBP参与内含子分支位点识别与剪接复合体的组装。高通量转录组分析发现拟南芥中AtSF1/SOT4缺失对不同的剪接类型(内含子滞留、外显子跳读、可变5剪接位点和可变的3剪接位点)都有影响,尤其是导致内含子滞留事件明显增加。生物信息学分析表明AtSF1/SOT4偏好识别非典型性的分支位点序列(5-CTWAS-3),体外实验表明AtSF1/SOT4直接结合含有分支位点序列的RNA。酵母中同源蛋白实验表明,SF1G198R突变影响剪接过程中对分支位点上游-1位突变的兼容。AtSF1/SOT4突变引起植物植株矮化、生长迟缓、对ABA抑制萌发响应超敏和耐受干旱等表型,拟南芥异源表达SF1酵母同源蛋白可以互补sot4的生长发育等表型,说明其基本功能的保守性。 转录组表达谱分析发现叶绿体脂质体相关基因的RNA剪接受AtSF1/SOT4调节,观察叶绿体超微结构发现AtSF1/SOT4缺失影响脂质体发育,atsf1-4thf1双突变体中叶绿体发育速度变慢。thf1突变体比野生型积累更多脂质体,表明thf1叶绿体发育也受到脂质体调节。因此,AtSF1/SOT4可能通过脂质体途径调节thf1斑叶形成。另一方面,蛋白质组学分析表明SOT4突变增加叶绿体中翻译相关蛋白含量,暗示SOT4参与影响叶绿体蛋白蛋白翻译过程。 以上实验结果显示AtSF1/SOT4是一个功能保守的剪接因子,在拟南芥中对非典型性的分支位点序列的识别更加重要。AtSF1/SOT4突变影响叶绿体发育,其作用机理有待深入研究。
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