【Mol Plant】植物RNA ac4C修饰在转录组上分布图谱

N4-乙酰胞嘧啶(ac4C)是一种十分保守的RNA修饰，在细菌、酵母和人的tRNA及rRNA上都有发现。近期研究发现，ac4C同样存在于mRNA上，是一类新型的mRNA修饰。ac4C修饰被发现存在于嗜热古细菌的mRNA和非编码RNA以及艾滋病毒(human immunodeficiency virus 1，HIV-1)的转录本上，调控了古细菌对极端高温环境的适应和HIV-1病毒复制。而在真核生物中，ac4C修饰是否存在于mRNA上还有争议。在植物中，ac4C修饰是否存在，在转录组上的分布以及功能都没有被揭示。

2023年4月18日，湖南大学刘选明、何崇圣课题组联合湖南杂交水稻中心李莉课题组在Molecular Plant发表了题为“Transcriptome-wide profiling of RNA N4-cytidine acetylation in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa”的研究论文。

https://doi.org/10.1016/j.molp.2023.04.009

该研究通过RNA dot blot和质谱检测了植物mRNA上的ac4C修饰，明确了拟南芥和水稻mRNA上存在ac4C修饰(图1)，有力的支持了ac4C是真核生物新型mRNA修饰的观点。拟南芥和水稻mRNA上ac4C修饰约为0.3%，丰度随发育时期发生变化，说明这是一种动态变化的mRNA修饰。

图1.  植物ac4C修饰检测

ac4C修饰在拟南芥和水稻的各条染色体上都有分布。与动物中的分布类似，植物ac4C修饰主要集中在翻译起始密码子附近。在拟南芥和水稻中，部分同源基因上共同存在ac4C修饰，说明这一修饰的分布在植物中具有一定的保守性。植物ac4C修饰对RNA命运起重要的调控作用，与RNA稳定性、可变剪切和翻译效率呈正相关，而与RNA二级结构呈负相关(图2)。体外翻译实验也证实了ac4C修饰对mRNA翻译的促进作用。研究同时还鉴定到拟南芥和水稻中人源ac4C乙酰转移酶(hNAT10)的同源蛋白，水稻nat10突变体植株变矮，叶片长度变短，说明ac4C调控了植物的生长发育。

图2.  植物ac4C修饰分布及功能

湖南大学生物学院何崇圣课题组已毕业博士研究生李斌为论文第一作者，在读博士研究生李东昊和蔡林军为论文共同第一作者，湖南杂交水稻研究中心李莉研究员、湖南大学刘选明教授、何崇圣教授为共同通讯作者。湖南大学为论文第一完成单位。湖南大学生物学院赵小英教授和林建中副教授参与了该项研究。本课题得到了国家自然科学基金面上项目、联合基金项目，湖南省青年科技创新人才等项目的资助。

何崇圣 教授 博士生导师

https://grzy.hnu.edu.cn/site/index/hechongsheng

2009-2014年在中国科学院上海植物生理生态研究所(现分子植物科学卓越创新中心)获理学博士学位。2014-2018年在美国宾夕法尼亚大学从事博士后研究。2018年至今，湖南大学生物学院工作。长期从事表观遗传学研究，研究方向聚焦于RNA修饰的调控机制，主要关注RNA修饰的上游调控信号，新型RNA修饰调控蛋白的鉴定和功能研究。相关成果先后发表于Nat Struct Mol Biol、New Phytol、Mol Cell、Plos Genet等期刊。

来源：MP植物科学

转自：“iPlants”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！