我校师生在玉米线粒体RNA末端形成的分子机理研究上取得新进展
近日，我校农学院种子科学技术系和植物育种系师生在RNA生物学权威杂志RNA Biology发表有关玉米研究的学术论文，题目为：“Major contribution of transcription initiation to 5’-end formation of mitochondrial steady-state transcripts in maize”（在线网址：https://www.tandfonline.com/eprint/m6CjBqdWYZ7hRCx9zS6Z/full）。RNA Biology当前影响因子为5.216。种子科学技术系青年教师张亚锋博士为本文第一作者和共同通讯作者，植物育种系年海教授为共同通讯作者，种子科学与工程专业本科生邹静云和廖珣为共同作者。
植物线粒体RNA有两种不同类型的5’末端：一种含有三磷酸基团（triphosphate group），源自转录起始（transcription initiation）；另一种含有单磷酸基团（monophosphate group），来自于转录后加工（post-transcriptional processing）。由于5’末端的三磷酸基团很容易转变为单磷酸基团，导致之前在拟南芥和小麦线粒体中区分两种类型5’末端的尝试都失败了。现在的观点认为，植物线粒体成熟mRNA的5’末端可能大多数来自于转录后加工。
为了在玉米中区分线粒体RNA的5’末端，张亚锋博士等在前期研究中改进了环式RT-PCR ，并在本项目研究中，结合环式RT-PCR，RNA杂交，RNA 5’-polyphophatase处理和定量RT-PCR等方法，系统分析了玉米线粒体成熟和前体RNA的5’ 和3’末端序列（包括34蛋白质编码基因和3个核糖体RNA编码基因）。虽然不稳定的三磷酸基团在玉米线粒体中也存在，但没有影响对两种类型5’末端的区分。
实验结果表明，玉米线粒体稳定态RNA（steady-state RNA）的5’末端大多含有三磷酸基团，从而揭示出转录起始而不是转录后加工在玉米线粒体RNA 5’末端形成过程中发挥主要作用。
此项研究成果提供了详细的玉米线粒体RNA 5’和3’末端序列信息，对进一步揭示植物线粒体基因转录和RNA末端成熟的分子机理十分重要。此外，植物线粒体基因表达与植株生长，种子发育和花粉发育等过程紧密相关，这项研究成果对于进一步研究线粒体RNA末端成熟的生物学意义也十分重要。本项目获得国家自然科学基金资助（31600250）。（文/图 农学院 刘向东 张亚锋）
(责任编辑：蒙丽）