选择性多聚腺苷酸化调控拟南芥开花的分子机制

【作者】 张勇； 顾连峰； 侯毅枫； 张宪省； 张翼； 刘春艳； 曹晓风；

【机构】 中科院遗传与发育生物学研究所； 山东农业大学生命科学学院； 武汉生命之美科技有限公司；

【摘要】 选择性多聚腺苷酸化(Alternative Polyadenylation,APA)是真核生物中广泛存在的一种基因表达调控机制,极大地增加了真核生物转录组以及蛋白组的多样性和复杂性。开花是拟南芥从营养生长向生殖生长转变过程中的重要事件,受到极为复杂而精细的调控。此前有研究表明植物开花与APA调控有关,但机制尚不明确。我们发现了拟南芥中一个新的RNA结合蛋白HLP1(属于hnRNP A/B家族)通过调控mRNA 3’端加工来控制植物开花的分子机制。hlp1突变体中的开花抑制因子FLC表达量显著上升,呈晚花表型。通过在植物体内建立HITS-CLIP(High-throughputsequencing of RNAs isolated by the cross-linking immunoprecipitation)技术,在全基因组范围构建了HLP1-RNA的互作图谱,发现HLP1结合到许多参与RNA代谢以及开花调控基因的转录本上,其结合位点显著富集在mPNA的内含子以及3’UTR中的多聚腺苷酸化位点附近(A-rich以及-rich元件上),提示它在mRNA 3’端形成过程中起作用。进一步在基因组水平检测hlp1突变体中APA的变化发现HLP1调控了数千个转录本poly(A)位点的选择,其中包括了FCA(开花促进因子,抑制FLC的表达)。HLP1可以直接结合到FCA转录本的两个poly(A)位点上,并促进远端poly(A)位点的使用,从而产生有生物学功能的全长FCA转录本来抑制FLC的表达。该研究在植物中首次成功建立了大规模鉴定RNA结合蛋白所结合的靶位点的新方法(HITS-CLIP/CLIP-seq技术)对于研究RNA结合蛋白参与调控植物生长发育具有重要的指导意义更多还原