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张立新研究组揭示叶绿体RNA分子伴侣在叶绿体基因表达中的作用

      RNA分子伴侣蛋白是原核生物和真核生物中都广泛存在的一类重要的RNA结合蛋白。它通过与目标RNA分子结合,改变其分子构象,从而促进RNA分子的折叠或者去折叠过程。研究表明:RNA分子伴侣在mRNA转录、转录后加工、mRNA转运以及mRNA翻译等过程中都具有重要作用。高等植物的叶绿体起源于蓝细菌,具有自己相对独立的基因表达系统。但是叶绿体中是否存在RNA分子伴侣蛋白?如果存在,它的功能是什么?这些问题一直以来都不清楚。

      光生物学重点实验室迟伟研究员与美国俄勒冈州立大学的Alice Barkan教授以及德国慕尼黑大学的Jörg Meurer 教授合作,运用遗传学和生物化学等技术手段,在拟南芥叶绿体中分离到一个RNA分子伴侣蛋白BSF,并详细地研究了其生物学功能。研究人员发现: BSF蛋白能够与叶绿体petA,petB以及petD mRNA 直接结合,并调控它们的稳定性和翻译活性。体外和体内试验表明BSF蛋白同大肠杆菌的RNA分子伴侣CspA蛋白类似具有明显的解链活性。进一步研究表明:BSF蛋白能够直接和叶绿体的另一个mRNA翻译调控因子CRP1结合,并改变CRP1蛋白结合位点的二级结构从而促进CRP1蛋白和目标mRNA的结合。

      该研究阐明了叶绿体内RNA分子伴侣蛋白在叶绿体mRNA稳定性以及翻译活性中的重要作用,并揭示了叶绿体内两种RNA结合蛋白的一种新的作用方式,对进一步认识叶绿体基因表达的调控机制提供了新的线索。

      该研究于4月8日在国际学术期刊 Plant Cell 在线发表。光生物学重点实验室博士研究生蒋京京、柴新以及慕尼黑大学的Nikolay Manavski博士为论文共同第一作者。迟伟研究员为通讯作者。俄勒冈州立大学Rosalind Williams- Carrier以及光生物学重点实验室的张立新研究员对论文亦有重要贡献。该研究得到了国家重点研究计划以及中科院战略性先导科技专项(B类)的支持。


文章链接:Plant Cell. 2019 Apr 8. pii: tpc.00946.2018. doi: 10.1105/tpc.18.00946.


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