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卢庆陶研究组揭示叶绿体基因转录调控的新机制

       转录调控是基因表达的基础机制,转录暂停是其中之一。虽然转录暂停已经发现40多年,但是最近才发现植物中也具有转录暂停现象。转录暂停是基因表达的一种精细调控现象,在一些暂停因子的参与下,RNA聚合酶在转录过程中会暂时停止,在条件具备情况下,RNA聚合酶转录延伸继续进行。植物中尚未发现转录暂停因子,叶绿体中是否存在转录暂停现象也不清楚。 

       最近,中国科学院植物研究所与遗传发育研究所、山东农业大学合作利用波谱学、分子生物学和生物化学方法,首次揭示了转录暂停因子mTERF5特异调控叶绿体psbEFLJ操纵子转录的分子机制。研究人员通过叶绿素荧光成像技术筛选了拟南芥的T-DNA插入突变体库,发现mTERF5调控叶绿体psbEFLJ操纵子转录本的积累。进一步研究表明,mTERF5特异性结合psbEFLJ操纵子DNA上转录起始位点下游+30到+50区域,引起叶绿体编码的RNA聚合酶(PEP)在psbEFLJ转录过程中产生转录延伸暂停,从而有助于mTERF5招募PEP复合体中的关键组分pTAC6组装到PEP复合体中,形成更高活性的PEP复合体,进而促进psbEFLJ操纵子的转录。该研究还证明了叶绿体中普遍存在转录暂停现象,为植物叶绿体转录调控的分子机制提供了新的认识。

       研究成果于5月22日在线发表于国际学术期刊Molecular Plant。中科院植物研究所光生物学重点实验室卢庆陶研究组丁顺华副研究员与博士研究生张毅为论文第一作者,山东农业大学卢从明教授为通讯作者,中科院遗传发育研究所汪迎春组参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金委重点项目、科技部国家重点基础研发计划项目、中科院前沿科学重点研究项目、中科院战略性先导专项(B类)、科技部国家重大科学仪器开发专项的资助。 


文章链接: www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(19)30172-8


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