您的当前位置: 首页 资助情况 资助成果 正文
我国青年学者在植物N6-甲基腺嘌呤动态可逆调控研究取得重要进展
2017年12月07日    作者: 张艳、郑企雨、杨俊林、陈拥军    发布 : 化学科学部

N6-甲基腺嘌呤(m6A)是mRNA上最丰富的修饰,遍布于真菌、动物以及植物当中。在哺乳动物中,N6-甲基腺嘌呤由甲基转移酶复合物引入,由去甲基酶(FTO,ALKBH5)去除,并由N6-甲基腺嘌呤结合蛋白识别并发挥功能。在高等植物中,人们对这一转录后修饰的详细研究主要集中于甲基转移酶复合物。然而,m6A在高等植物中是否动态可逆的一直没有确切的结论。北京大学化学与分子工程学院何川/贾桂芳课题组在高等植物N6-甲基腺嘌呤(m6A)动态可逆调控的研究中取得重要进展,相关工作以“ALKBH10B is An RNA N6-Methyladenosine Demethylase Affecting Arabidopsis Floral Transition”(ALKBH10B是影响拟南芥成花转换的N6-甲基腺嘌呤去甲基酶)为题,于2017年11月27日在《The Plant Cell》(《植物细胞》)在线发表,论文链接:http://www.plantcell.org/content/early/2017/11/27/tpc.16.00912

该课题组充分利用其在m6A去甲基酶领域的研究经验,对这一悬而未决的问题进行了探索。通过序列比对,找到了拟南芥中N6-甲基腺嘌呤修饰潜在的去甲基酶ALKBH10B,着重研究了它的去甲基功能及其在拟南芥生命活动中的调控作用。首先,体外表达纯化的ALKBH10B蛋白对单链短RNA和全长的拟南芥mRNA都有明显的m6A去甲基活性,ALKBH10B的去甲基功能影响了拟南芥mRNA的m6A水平,ALKBH10B缺失导致显著的晚花表型。在ALKBH10B的T-DNA插入突变体中,FT基因mRNA的甲基化水平升高;而相应地,其mRNA稳定性也较野生型Columbia-0更低,最终导致FT的mRNA水平在突变体中显著低于野生型。同样,FT上游的SPL3和SPL9也在突变体中也有更高的mRNA甲基化水平,更快的mRNA降解和更低的mRNA水平。由此确证ALKBH10B通过影响FT,SPL3和SPL9影响拟南芥的成花诱导。此外,研究人员分别对野生型和ALKBH10B突变体进行了RNA-seq和m6A-IP-seq。测序结果表明,ALKBH10B广泛影响了拟南芥mRNA的甲基化谱。对覆盖突变体中高、低甲基化peaks基因的功能注释显示,ALKBH10B缺失影响的基因功能与所观察到的alkbh10b-1突变体表型相吻合(图1)。

自人体中第一个N6-甲基腺嘌呤去甲基酶FTO的发现起,这一RNA转录后修饰得到了越来越广泛的研究。上述工作确证了在高等植物中N6-甲基腺嘌呤同样是动态可逆的,揭示了高等植物生命活动调节中一个尚不为人所知的层面,也为植物化学生物学研究RNA表观遗传学提供了新的范式。

贾桂芳成果图.jpg

图1:N6-甲基腺嘌呤去甲基酶ALKBH10B通过m6A介导调控拟南芥开花转化机理

该研究得到了国家自然科学基金前沿导向重点项目(21432002)、面上基金项目(21372022)和重大国际(地区)合作研究项目(21210003)的资助。

(化学科学部张艳、郑企雨、杨俊林、陈拥军)

版权所有 ©   国家自然科学基金委化学科学部   2017
地址:北京市海淀区双清路83号      邮编:100085
请使用Chrome或IE8以上浏览器  Email:chemoffice@nsfc.gov.cn