一个剪切因子RBM25的组织细胞表达模式及分子功能分析

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植物不能像动物那样通过移动躲避外界逆境胁迫,所以植物演化出了一些特有机制来应对多变的环境条件。一直以来,科学家们在DNA及RNA水平上对植物适应逆境胁迫的分子机制进行了深入的研究,并取得了很大的进展,但在基因转录后水平来调控植物对逆境响应的分子机制研究还很少。最近的研究发现转录后的加工修饰在非生物胁迫条件下发挥着非常重要的作用。我们实验室在拟南芥中发现了一个含有RRM结构域(RNA recognition motif)的剪接因子,与人类参与pre-mRNA剪切的RBM25剪切因子有很高的同源性,因此将其命名为RBM25。拟南芥RBM25的N端有一个RRM结构域,C端有一个PWI(Pro、Trp和Ile)的结构域。拟南芥rbm25突变体对ABA和盐胁迫比野生型更敏感,对干旱的抗性明显增强,说明拟南芥RBM25在介导植物对ABA和非生物逆境响应中发挥作用。  为了进一步了解RBM25在拟南芥中的作用,本论文首先分析了拟南芥转基因植株RBM25 Promotor∷GUS表达情况。GUS染色结果发现RBM25在拟南芥的的子叶、下胚轴、莲座叶、花器官和种荚中表达很强。与此同时,在子叶的气孔保卫细胞中也检测到很强的表达。RBM25的表达模式支持了其在种子萌发、花器官的发育和逆境胁迫等方面发挥重要功能。我们的实验也表明RBM25没有受ABA的诱导表达。随后通过酵母双杂技术证明了拟南芥RBM25可以与拟南芥中人类的同源蛋白U170K和UNE6互作,而与SR45、LUC7L3没有互作,推测RBM25参与底物pre-mRNA的剪切,但是具体机制在动植物体内可能存在一定差异。最后,蛋白质互作实验表明拟南芥RBM25含有RRM域的N端可以与U1-70K发生相互作用,但是含有PWI域的C端却与U1-70K没有直接相互作用;进一步对RBM25的RNA结合活性和RBM25 N端和C端蛋白结构域生物学功能的分析发现RBM25 N端含有RRM结构域的蛋白具有结合RNA的活性;RBM25 C端含有PWI结构域的蛋白既有结合DNA,又能结合RNA的活性,表明RBM25这两个结构域在动植物体内的功能是保守的。本研究的结果为全面揭示拟南芥RBM25在调节植物生长和逆境胁迫响应中的作用机制提供了科学依据。
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