The Plant Cell | 研究揭示病原菌诱导的mRNA 腺嘌呤甲基化动态影响植物免疫的机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

植物已经进化出了通过错综复杂的动态生物网络相互作用来调控转录的机制。其中，DNA 和 RNA 的甲基化修饰已被证明是强大而复杂的调控机制。转录后通过甲基化腺嘌呤碱基 N6 位上的 RNA，产生 N6-甲基腺苷（m6A），是编码和非编码 RNA 最常见的修饰。

2023年8月23日，国际权威学术期刊The Plant Cell发表了美国宾夕法尼亚大学Brian Gregory和沙特阿卜杜拉国王科技大学Heribert Hirt以及法国巴黎萨克雷大学Martin Crespi团队合作的最新相关研究成果，题为Pathogen-induced m6A dynamics affect plant immunity的研究论文。探讨了腺嘌呤甲基化的动态及其在生物胁迫下对植物免疫的影响。

作者比较了一组拟南芥（A. thaliana）突变体，这些突变体部分缺乏 m6A 写入机制，或者过表达 m6A 清除因子 AlkH10B，作者提供了在假单胞菌 DC3000（Pst DC3000）感染前后 m6A 动态的详尽图谱。与 Col-0 背景（对照条件）相比，所有这些突变体和 35S:ALKBH10B 过表达株系的 m6A 水平都显著下降。当受到 Pst DC3000 感染时，缺陷 m6A 突变体中的细菌繁殖明显低于对照条件。同样，当 m6A 水平降低时，对生物胁迫的早期反应（以 ROS 水平衡量）和后期反应（监测生长、重量和激素水平）都更明显和更快，因此在生物胁迫下总体表现更好。

作者利用带有 m6A-RNA 免疫沉淀测序（m6A-seq）的 RNA-seq 鉴定了对照与胁迫条件下不同甲基化的转录本。与 Col-0 样本相比，在缺陷突变体中发现了低甲基化基因，这表明在基础条件下，与植物免疫相关的基因中的 m6A 沉积有助于维持其低水平表达。另一方面，在暴露于病原体后，m6A沉积量减少，尤其是在免疫相关基因中，这与生长和发育相关基因甲基化水平的增加形成了鲜明对比。低甲基化突变体的特征揭示了 m6A 沉积在免疫与生长发育之间权衡的关键作用。此外，m6A缺失突变体中甲基化的丧失似乎是一种应激启动事件，使这些株系能更好地应对未来可能发生的感染。

为了进一步为 m6A 沉积的机理作用提供明确的证据，科研人员进行了GMUCT-seq，以探索甲基化对 mRNA 稳定性的影响。如前所述，研究发现 m6A 水平与转录本稳定性之间存在相关性。在病原体胁迫后而非病原体胁迫前，Col-0背景中检测到转录本稳定性明显增加，而在m6A缺陷突变体中没有发现这种情况。这表明 m6A 与 mRNA 稳定性之间存在直接但特定的联系。然而，m6A 与基因表达之间的关系似乎更为复杂，因为 m6A 的积累与正调控基因和负调控基因都有关系。这些结果表明，沿着 mRNA 积累 m6A 的特定区域可能会影响转录本的丰度，因此，这既是一个区域特异性过程，也是一个条件特异性过程。

作者在所有测序数据集（RNA-seq、m6A-seq和GMUCT-seq）之间进行了不同的比较，获得了生物胁迫响应下m6A动态的详尽图谱。研究结果表明，m6A修饰在免疫反应与生长发育之间的权衡中起着至关重要的作用。m6A丰度可被视为通过调节mRNA稳定性与丰度之间的微妙平衡来调节基因表达。通过揭示 mRNA 甲基化机制及其生物学相关性，该研究使我们离全面了解植物与其环境之间错综复杂的关系更近了一步。甲基化，还是不甲基化；这就是问题所在。

本文转载自Ad植物微生物

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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