稻瘟菌富含丝氨酸/精氨酸蛋白1利用独特的分子机制调控前体mRNA中内含子的可变剪切

【作者】 石伟； 杨俊； 陈灯； 阴长发； 张慧霞； 徐小舟； 潘潇； 王瑞金； 费利旺； 李梦菲； 戚琳璐； Vijai Bhadauria； 刘俊峰； 彭友良；

【机构】 中国农业大学植物保护学院；

【摘要】 富含丝氨酸/精氨酸SR (serine/arginine-rich)蛋白是一类RNA结合蛋白,其N端含RNA识别结构域(RRM),C端富含不同长度的RS二肽重复序列。SR蛋白作为剪切因子在动物和植物中有较为深入的研究,但它们在丝状真菌前体mRNA中内含子剪切方面的作用机制还有待解析。植物病原真菌稻瘟菌中含有两个SR蛋白,分别为MoSrp1和MoSrp2。在本研究中,我们解析了MoSrp1通过影响前体mRNA中内含子的可变剪切来调控稻瘟菌致病的分子机制。基因MoSRP1的缺失导致稻瘟菌的菌丝生长、孢子发育、产孢能力以及致病力显著下降,还导致数千个异常的内含子可变剪切事件发生。RNA免疫共沉淀及二代测序分析、RNA-EMSA等实验结果表明,GUAG是MoSrp1的结合基序,并存在于94%以上的异常剪切的内含子和其近端的外显子中,这暗示MoSrp1具有增强和抑制内含子可变剪切的双重功能。进一步通过增强致病基因MoATF1和抑制致病基因MoMTP1中含GUAG的内含子剪切实验验证了上述推测。有意思的是,我们发现MoSrp1含有一个保守的Sumo化修饰位点。突变实验结果表明,该Sumo化位点对MoSrp1的细胞核定位和增强MoSrp1对GUAG基序的结合能力是必需的。我们还发现MoSrp1通过其N末端的RRM结构域与剪切因子MoGrp1、外显子连接复合物组分MoRnps1和MoThoc1物理互作,且该结构域是稻瘟菌正常生长发育和致病所必需的;但MoSrp1的C端富含RD/E的结构域仅对病菌的致病力和环境应激反应重要。此外,进化分析和同源基因互补结果表明,仅有来源于子囊菌亚门的Srp1同源基因才能完全恢复ΔMosrp1的病理表型缺陷。综上所述,本研究结果表明真菌中保守的SR蛋白Srp1以一种独特的分子机制调控前体mRNA中内含子的可变剪切。更多还原