中科院PNAS文章揭示RNA编辑新机制

　　

生物通报道  来自中国科学院植物研究所的研究人员在新研究中揭示，四吡咯生物合成酶PPO1对于质体RNA编辑起至关重要的作用。这一研究发现在线发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。

文章的通讯作者是中科院植物研究所的林荣呈（Rongcheng Lin）研究员。其主要研究领域是光信号调控与叶绿体发育。迄今在Science、Plant Cell、Plant Physiology等国际重要学术期刊发表论文20余篇。

生命体RNA转录后需要进行一系列的加工才能成为具有正常生物学功能的成熟RNA，包括修饰、异构、附加、剪接和编辑等。其中RNA编辑被认为是生物体一种新的基因加工与修饰现象，是指DNA转录成RNA后除RNA剪切外的其他加工过程，以核苷酸的删除、插入或替换等方式改变遗传信息，揭示了生物进化过程中基因修饰和调控的另一个途径。RNA编辑广泛地存在于动物和陆生植物各种生物有机体中，发挥重要的生物功能。

在开花植物中，RNA编辑可将质体和线粒体转录物中特异的胞苷转变为鸟苷。尽管以往的研究确定了一些PPR蛋白作为位点特异性识别因子参与了RNA编辑机制。但目前对于RNA编辑的潜在调控机制仍知之甚少。

在新文章中研究人员利用拟南芥证实，在四吡咯生物合成信号中负责催化原卟啉原IX成为原卟啉Ⅸ的酶——PPO1具有一种意外的功能：参与编辑了一些质体RNA转录物的多个位点，其中大多数的质体RNA转录物负责编码的是NDH复合物的亚基。

研究人员确定了多个RNA编辑因子MORFs，包括MORF2、MORF8和MORF9与PPO1发生了互作。他们发现在PPO1 的N端22-aa区域内存在有两个保守的模体，是它与MORFs互作，发挥RNA编辑功能，由此影响NDH复合物活性的必要条件。研究人员证实缺失PPO1四吡咯生物合成活性关键结构域的转基因植物显示正常的RNA编辑。此外，他们还发现编辑ndhB和ndhD位点需要MORF2和MORF9与三种PPR蛋白或相关蛋白互作。

这些研究结果证实，四吡咯生物合成酶PPO1作为一种调控因子通过物理互作促进了MORF蛋白的稳定，在质体RNA编辑中起着极其重要的作用。

（生物通：何嫱）

生物体推荐原文摘要：

Tetrapyrrole biosynthetic enzyme protoporphyrinogen IX oxidase 1 is required for plastid RNA editing

RNA editing is a posttranscriptional process that covalently alters the sequence of RNA molecules and plays important biological roles in both animals and land plants. In flowering plants, RNA editing converts specific cytidine residues to uridine in both plastid and mitochondrial transcripts. Previous studies identified pentatricopeptide repeat (PPR) motif-containing proteins as site-specific recognition factors for cytidine targets in RNA sequences. However, the regulatory mechanism underlying RNA editing was largely unknown. Here, we report that protoporphyrinogen IX oxidase 1 (PPO1), an enzyme that catalyzes protoporphyrinogen IX into protoporphyrin IX in the tetrapyrrole biosynthetic pathway……

作者简介：

林荣呈
 
1996年和1999年在华中农业大学分别获学士和硕士学位，2002年在中国科学院植物研究所获博士学位。2002年至2008年在美国康奈尔大学汤普森植物研究所进行博士后研究。2008年5月到中国科学院植物研究所工作，入选中国科学院“****”。 现任中国科学院光生物学重点实验室副主任。已培养博士和硕士研究生3名，正在指导博士和硕士生11名。迄今在Science、Plant Cell、Plant Physiology等国际重要学术期刊发表论文20余篇。

主要研究工作：

课题组综合运用植物生理学、遗传学、生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因组学和生物信息学等学科及其手段，主要研究（1）植物如何感知和传递光的信息，并调控叶绿体发育、形态建成、生物钟和开花等重要生理过程；（2）叶绿素合成途径的功能与分子调控；（3）植物对强光的响应和适应机制，尤其是光与活性氧信号的交互作用。通过挖掘与解析重要基因的分子和生化功能，期望建立信号调控网络，为深入揭示植物与光的关系，及其对光的利用奠定基础。

近期，课题组在光精细调控叶绿素合成（Tang et al.,2012 Plant Cell）、光与活性氧信号的互作（Chen et al.,2013 Plant Cell）、以及光形态建成的表观遗传调控（Jing et al.,2013 Plant Cell）等方面取得了重要进展。