北京分子科学国家研究中心

贾桂芳课题组报道拟南芥m⁶A识别蛋白ECT8在非生物胁迫中的重要功能，为植物抗逆境提供新策略

发布时间：2024-06-20

来源：北京大学化学与分子工程学院 | 发布时间：2024-06-20 | 【打印】【关闭】

　　植物在遇到外界胁迫时，会从基因转录到蛋白质翻译等各个层面触发复杂的调控网络。非生物胁迫，例如盐胁迫，是影响农作物生长和生产力的最主要的危害因素。N6-甲基腺嘌呤（m⁶A）作为真核生物mRNA上最丰富的化学修饰，在植物的生长发育以及对外界环境响应中扮演着重要角色。然而，m⁶A参与盐胁迫响应和调控机制仍然有待发掘。近日，北京分子科学国家研究中心贾桂芳课题组在Plant Cell期刊发表了题为“The m⁶A reader ECT8 is an abiotic stress sensor that accelerates mRNA decay inArabidopsis”的研究。该研究结果揭示了ECT8作为盐胁迫传感器特异性识别m⁶A修饰的mRNA并将其带入处理小体（Processing body, P body）中，通过ECT8与DCP5蛋白相互作用介导m⁶A修饰的mRNA的5’端脱帽的降解途径，以维持植物在胁迫状态下生理稳态的分子机制（图1）。

　　该研究鉴定了ECT8作为一个拟南芥中m6A修饰的识别蛋白，对比发现其在盐胁迫等多种环境下的表达水平会显著上升。进一步研究表明ECT8在盐胁迫条件下会增强其对含m⁶A修饰转录本的结合能力。后续分子机制的研究发现ECT8的缺失会导致靶标转录本半衰期延长。考虑到ECT8蛋白结构中存在无序的朊蛋白样结构域，实验证实了ECT8参与液-液相分离并直接与处理小体（Processing body, P body）组成蛋白DCP5相互作用，因此加速了ECT8结合的m⁶A修饰的mRNA的降解过程，尤其是那些参与盐胁迫反应的负调控因子。鉴于胁迫条件下ECT8表达水平的迅速上升以及其对相应转录本结合能力及调控功能的提高，这一机制有助于植物在遭遇逆境时，快速调整其生理状态，增强胁迫耐受性，对植物快速适应并应对外部胁迫至关重要。这项研究不仅提供了关于植物如何通过调节mRNA的稳定性来应对环境胁迫的新见解，也为未来通过遗传改良或生物技术手段培育出更具适应性和耐受性的作物品种提供了理论基础。

　　图1 拟南芥中ECT8作为盐胁迫传感器参与转录本降解

　　北京分子科学国家研究中心贾桂芳研究员为该论文的通讯作者，贾桂芳课题组博士研究生才智赫、已毕业博士生唐乾和已出站博士后宋培哲为该论文的共同第一作者，该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京市自然科学基金、北大-清华生命科学联合研究中心、核糖核酸北京研究中心和北京分子科学国家研究中心的资助。　

　　文章链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koae149