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植物基因选择性剪接: 断舍离合, 达权知变
郝雪峰, 毋张晶, 马甜, 金竹萍, 裴雁曦
植物学报    2022, 57 (5): 661-672.   DOI: 10.11983/CBB22041
摘要   (718 HTML19 PDF(pc) (949KB)(722)  

选择性剪接是基因转录后的mRNA通过不同的剪接方式产生多样性成熟转录本的过程, 是真核生物细胞中一种重要的转录后调控方式。植物基因也常通过这种断舍离合的方式产生一专多能的转录本, 达到调节多种生命活动的目的。相较于动物, 植物中该领域的研究起步较晚, 但近年来也取得了长足的进步。该文综述了植物基因选择性剪接的生物学意义、剪接方式和机制、研究方法以及在生长发育与环境胁迫适应性调节中的作用, 并展望了未来的研究方向。



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图1 前体mRNA组成型剪接过程(改自Laloum et al., 2018)
SR: 富含丝氨酸和精氨酸的蛋白; hnRNP: 核不均一核糖核蛋白; snRNA: 核小RNA; snRNP: 小核核糖核蛋白; SAP: 剪接体相关蛋白; G-U-A(Y)nAG: 内含子5?端剪接识别位点-分支位点-3?端剪接识别位点
正文中引用本图/表的段落
真核基因前体mRNA的组成型剪接过程通过剪接体(spliceosome)实现。剪接体是一个非常庞大的复合体, 能识别mRNA序列中的剪接位点(splice sites)并切除内含子序列, 将外显子部分拼接为成熟的mRNA转录本(图1)。酵母(Saccharomyces cerevisiae)的体外组装研究发现, 剪接体是由5种snRNA和数百种蛋白组成的高度复杂的复合体。清华大学施一公团队在酵母中共解析了10个不同状态的剪接体, 将剪接体介导的RNA剪接过程完整地串联起来, 为理解RNA剪接的分子机理提供了清晰而全面的结构信息(Wan et al., 2019)。然而, 植物中这一领域的研究相对滞后, 到目前为止仍未分离出剪接复合体, 因此对剪接体的成分知之甚少。此外, 由于缺少必要的基因转录剪接机制体外实验体系, 研究植物内含子识别和剪接体的组装困难重重。
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