RNA-seq技术揭示了在拟南芥中AtRBM25的过硫化作用对全基因组转录和剪接的调控机制

《Journal of Plant Growth Regulation》：RNA-seq Reveals Genome-Wide H2S Modulation of Transcription and Splicing Through AtRBM25 Persulfidation in Arabidopsis

　　

摘要

作为气体信号分子，硫化氢（H₂S）主要通过蛋白质过硫化作用来调节生理过程。RBM25是一种参与可变剪接的剪接因子。然而，目前尚不清楚硫化氢是否能够通过使AtRBM25发生过硫化作用来广泛调控拟南芥的基因组。我们的研究结果表明，硫化氢会在AtRBM25的Cys226位点使其发生过硫化作用。RNA-seq分析显示，硫化氢会对整个基因组产生显著影响，涉及转录和转录后两个层面。GO富集分析表明，受硫化氢调控的基因在应激反应相关类别中显著富集。在野生型植株中由硫化氢引发的剪接事件中，A3SS类型最为常见（占比34.37%），其次是RI、A5SS和SE。对硫化氢的转录响应在一定程度上依赖于AtRBM25，而差异表达基因则在与非生物胁迫相关的GO类别中富集。RT-qPCR实验进一步证实，硫化氢对应力响应基因GRXS13、ARR4、HAI1、GSTF7、AFP3和FBA5的调控确实依赖于AtRBM25。值得注意的是，这种由硫化氢引发的剪接模式也部分依赖于AtRBM25，因为A3SS的比例上升到了39.27%，而其他类型的剪接事件则几乎没有变化。对这些剪接基因的GO和KEGG分析显示，它们在RNA剪接途径中显著富集。具体而言，HAI1、AFP3和ARR4的不同转录异构体对硫化氢的响应程度在依赖AtRBM25方面存在差异。总体而言，硫化氢介导的AtRBM25过硫化作用不仅能够调控下游基因的表达，还参与了剪接重编程。这些发现为了解硫化氢通过AtRBM25调控可变剪接提供了重要线索，同时也从翻译后修饰的角度揭示了硫化氢调控转录和转录后过程的新的机制。

作为气体信号分子，硫化氢（H₂S）主要通过蛋白质过硫化作用来调节生理过程。RBM25是一种参与可变剪接的剪接因子。然而，目前尚不清楚硫化氢是否能够通过使AtRBM25发生过硫化作用来广泛调控拟南芥的基因组。我们的研究结果表明，硫化氢会在AtRBM25的Cys226位点使其发生过硫化作用。RNA-seq分析显示，硫化氢会对整个基因组产生显著影响，涉及转录和转录后两个层面。GO富集分析表明，受硫化氢调控的基因在应激反应相关类别中显著富集。在野生型植株中由硫化氢引发的剪接事件中，A3SS类型最为常见（占比34.37%），其次是RI、A5SS和SE。对硫化氢的转录响应在一定程度上依赖于AtRBM25，而差异表达基因则在与非生物胁迫相关的GO类别中富集。RT-qPCR实验进一步证实，硫化氢对应力响应基因GRXS13、ARR4、HAI1、GSTF7、AFP3和FBA5的调控确实依赖于AtRBM25。值得注意的是，这种由硫化氢引发的剪接模式也部分依赖于AtRBM25，因为A3SS的比例上升到了39.27%，而其他类型的剪接事件则几乎没有变化。对这些剪接基因的GO和KEGG分析显示，它们在RNA剪接途径中显著富集。具体而言，HAI1、AFP3和ARR4的不同转录异构体对硫化氢的响应程度在依赖AtRBM25方面存在差异。总体而言，硫化氢介导的AtRBM25过硫化作用不仅能够调控下游基因的表达，还参与了剪接重编程。这些发现为了解了硫化氢通过AtRBM25调控可变剪接提供了重要线索，同时也从翻译后修饰的角度揭示了硫化氢调控转录和转录后过程的新的机制。