PCE | 中科院遗传与发育生物学研究所姜丹华课题组揭示RNA帽结合复合体协助激活盐胁迫诱导的基因转录

  高效且稳健的响应环境胁迫是植物生存的关键。胁迫响应基因的mRNA需要高效合成以帮助植物应对胁迫，转录和RNA加工在mRNA的产生中紧密关联，然而这两个过程如何调控以使mRNA在胁迫条件下高效产生的机制目前仍不清楚。盐胁迫是影响植物生长和农业生产的主要胁迫之一，研究盐胁迫响应基因的表达调控机制，将有助于从基因高效表达的角度，增强植物的耐盐性。

近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所姜丹华研究组与山东大学李子聪研究组合作在Plant, Cell & Environment 上发表了题为“Cap-binding complex assists RNA Polymerase II transcription in plant salt stress response”的研究论文，揭示了被认为参与RNA加工的RNA帽结合蛋白在促进盐胁迫诱导的基因转录中的作用。

Cap-binding complex (CBC) 包含在真核生物中普遍存在的CBP20和CBP80两个亚基，最初发现其结合 RNA的5’端帽结构并调控内含子剪切。拟南芥中的研究发现CBC参与一系列胁迫响应，且一般认为CBC影响内含子剪切过程。本研究发现，CBP20与RNA聚合酶转录延伸因子PAF1复合体的核心保守亚基ELF7直接互作。遗传分析表明CBP20和ELF7均正调控植物耐盐性，而一些其它的转录延伸因子如SPT4、SPT5、FACT和TFIIS似乎在植物耐盐中并不发挥重要作用，暗示这些转录延伸因子可能在植物的不同环境响应中存在分工。转录组分析发现受CBP20和ELF7促进的基因存在大量重合，尤其是在盐胁迫条件下，包括一些已知的耐盐和盐诱导基因如P5CS1, RD29A, SOS1, SOS3等。盐胁迫下CBP20和ELF7在盐响应基因位点上的富集增强，并且促进了这些位点上RNA Pol II的转录延伸和激活型组蛋白H3K4me3修饰，使得这些基因得以高效转录。虽然CBP20和ELF7均调控基因转录，但是与CBP20不同的是，ELF7几乎不参与内含子剪切，显示了转录和RNA加工的精细协调。有趣的是，植物的CBP20和ELF7均存在一段植物特有的可能促进液-液相分离的无序序列，但分析发现这段序列对CBP20和ELF7的功能并不重要，其具体作用还需要进一步研究。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.14388

图文来源：植物与环境 PCE公众号

转自：植物生物技术Pbj

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