The role of RNA structures in plant response to temperature
RNA结构在植物温度响应中的作用
基本信息
- 批准号:BB/L025000/1
- 负责人:
- 金额:$ 143.24万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Fellowship
- 财政年份:2014
- 资助国家:英国
- 起止时间:2014 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Global warming has the potential to widely suppress agricultural yields. One of the effects of global warming is an increased occurrence of temperature extremes and these are particularly destructive of our crop plants. According to the global annual agriculture report, agricultural yields will drop by up to 20% by the year 2050 due to global climate change. Previous studies have also shown grain yield declines by 10% for each 1 degree increase. Thus, in order to avoid severe food crises caused by global warming, it is important to adapt our crop plants to withstand extreme temperature changes. My proposed research is to understand how plants respond to temperature extremes and how to regulate this response to make plants more adaptable to climate change.Most previous scientific studies have focused on gene regulation at the DNA level, however, regulation at this level is neither particularly rapid, nor does it correlate well with protein levels, which are the key output for gene regulation. My proposed research is to explore how the regulation of gene expression occurs at the RNA level, which can be rapid and more directly correlated with protein levels. RNA, in contrast to DNA, is very flexible and more responsive to different cellular conditions, in particular varying temperature. For instance, RNA forms more base pairing structures under cold conditions, while maintaining single strandedness at higher temperatures. These changes in RNA structure will have differing effects on a range of processes that control protein levels, such as ribosome binding, RNA processing and RNA stability. By taking advantage of this flexibility in RNA structure, plants can adapt to different temperature conditions quickly and reversibly via changes in protein level. My proposed research is to explore RNA structures at specific temperatures to realize modalities of gene regulation controlled by shifts in RNA structure. My previous work has developed a novel and powerful platform to measure in vivo RNA structures with high resolution over more than 10,000 genes. My proposed research is to compare the differences in global RNA structure under different temperature conditions. This will allow me to identify RNAs with different temperature-controlled structures that may directly regulate gene expression, putative RNA thermometers. My proposed research will open up a novel methodology for the study of gene regulation in plants. This methodology can also be applied to other abiotic stresses such as drought stress, mechanic stress, water stress, etc., as well as biotic stresses. A user-friendly web-based server of a corresponding bioinformatics toolkit will be established in my proposed research for analyzing, predicting and visualizing individual RNA structures of interest.
全球变暖有可能广泛抑制农业产量。全球变暖的影响之一是极端温度的增加,这对我们的农作物尤其具有破坏性。根据全球年度农业报告,由于全球气候变化,到2050年农业产量将下降20%。以前的研究也表明,粮食产量每增加1度就会下降10%。因此,为了避免全球变暖造成的严重粮食危机,重要的是要使我们的作物适应极端的温度变化。我提出的研究是了解植物如何对极端温度做出反应,以及如何调节这种反应,使植物更能适应气候变化。以往的科学研究大多集中在DNA水平上的基因调控,然而,这一水平的调控既不是特别迅速,也与蛋白质水平不太相关,而蛋白质水平是基因调控的关键输出。我提出的研究是探索基因表达的调控是如何在RNA水平上发生的,RNA水平可以快速且更直接地与蛋白质水平相关。与DNA相比,RNA非常灵活,对不同的细胞条件,特别是温度变化更敏感。例如,RNA在寒冷条件下形成更多的碱基配对结构,而在高温下保持单链。RNA结构的这些变化将对控制蛋白质水平的一系列过程产生不同的影响,如核糖体结合、RNA加工和RNA稳定性。利用RNA结构的这种灵活性,植物可以通过蛋白质水平的变化来快速和可逆地适应不同的温度条件。我提出的研究方向是探索特定温度下的RNA结构,以实现RNA结构变化控制的基因调控模式。我以前的工作已经开发了一个新颖而强大的平台,以高分辨率测量超过10,000个基因的体内RNA结构。我提出的研究是比较不同温度条件下全局RNA结构的差异。这将使我能够识别具有不同温度控制结构的RNA,这些结构可能直接调节基因表达,这是假定的RNA温度计。我提出的研究将为植物基因调控的研究开辟一种新的方法。这种方法也可以应用于其他非生物胁迫,如干旱胁迫、机械胁迫、水胁迫等,以及生物胁迫。在我提出的研究中,将建立一个用户友好的基于web的相应生物信息学工具包服务器,用于分析、预测和可视化感兴趣的单个RNA结构。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reference genes for quantitative Arabidopsis single molecule RNA fluorescence in situ hybridization.
- DOI:10.1093/jxb/erac521
- 发表时间:2023-04-09
- 期刊:
- 影响因子:6.9
- 作者:
- 通讯作者:
Additional file 1 of In vivo nuclear RNA structurome reveals RNA-structure regulation of mRNA processing in plants
体内核 RNA 结构组的附加文件 1 揭示了植物中 mRNA 加工的 RNA 结构调控
- DOI:10.6084/m9.figshare.13520817
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Liu Z
- 通讯作者:Liu Z
Enzymes in RNA Science and Biotechnology Part A
RNA 科学和生物技术中的酶 A 部分
- DOI:10.1016/bs.mie.2023.05.008
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Li Q
- 通讯作者:Li Q
VERNALIZATION1 controls developmental responses of winter wheat under high ambient temperatures
- DOI:10.1242/dev.172684
- 发表时间:2019-02-01
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Dixon, Laura E.;Karsai, Ildiko;Griffiths, Simon
- 通讯作者:Griffiths, Simon
In vivo nuclear RNA structurome reveals RNA-structure regulation of mRNA processing in plants.
- DOI:10.1186/s13059-020-02236-4
- 发表时间:2021-01-04
- 期刊:
- 影响因子:12.3
- 作者:Liu Z;Liu Q;Yang X;Zhang Y;Norris M;Chen X;Cheema J;Zhang H;Ding Y
- 通讯作者:Ding Y
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