N6-甲基腺嘌呤修飾(N6-methyladenosine,m6A)是真核生物mRNA中最普遍的化學修飾。研究發現,m6A修飾可以在甲基轉移酶和去甲基轉移酶的催化下可逆地生成或去除,并由m6A結合蛋白識別及結合后發揮調控功能。這種動態可逆的化學修飾參與mRNA的可變剪接、出核、翻譯及穩定性等多個mRNA加工代謝過程,調控轉錄后RNA的命運,從而影響廣泛的生物學過程。玉米籽粒發育是產量形成的重要環節,然而人們對于m6A甲基化修飾是否參與玉米籽粒發育調控以及如何調控并不清楚。
近日,生命科學學院張憲省、趙翔宇教授團隊在Plant Physiology在線發表了題為“N6-methyladenosine transcriptome-wide profiles of maize kernel development”的研究論文,該研究通過MeRIP-seq和RNA-seq聯合分析的方法繪制了玉米籽粒早期發育(0-12DAP)的動態RNA甲基化修飾圖譜。研究發現,m6A甲基化修飾在玉米籽粒mRNA中廣泛存在,集中分布在靠近密碼子附近的3’-UTR區域,且包含植物特有的UGUA甲基化修飾位點。在玉米籽粒發育過程中,m6A甲基化偏好于保守性修飾低豐度普遍表達的基因,且基因的轉錄本豐度與其甲基化修飾水平呈負相關。該研究利用系統發育分析的方法鑒定獲得了玉米中潛在的32個調控蛋白,進一步分析這些調控蛋白在籽粒早期發育過程中的基因表達模式,發現ZmALKBH1等基因的表達水平與m6A甲基化修飾水平顯著相關。
綜上所述,該研究構建了玉米籽粒發育早期的m6A甲基化修飾圖譜,并揭示了多個時期玉米籽粒中m6A甲基化修飾的基本特征及潛在的生物學功能,為下一步深入研究m6A甲基化修飾在籽粒發育過程中的生物學功能提供重要資源,為深化人們對種子早期發育分子機理的理解提供了新的視角和參考。
山東農業大學趙翔宇教授為該論文的通訊作者,博士研究生武嘉文和鄭光明為該論文的共同第一作者。山東大學李坤朋教授參與課題工作。相關工作得到了山東省農業良種工程、國家自然科學基金和山東省泰山學者人才工程項目的資助。
編 輯:萬 千
審 核:賈 波