NOR1参与抑制植物转录后基因沉默的分子机理研究
批准号:
32200423
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
20.0 万元
负责人:
刘长振
依托单位:
学科分类:
遗传物质结构与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘长振
中文摘要
由AGO1等蛋白介导的转录后基因沉默是依赖于小RNA的mRNA沉默过程,该过程在调控植物生长发育及抵御病毒侵染过程中发挥着极其重要的作用。有研究表明植物体内异常mRNA过度积累可以触发转录后基因沉默的活化,从而对相应的mRNA进行降解。而RNA质量控制系统是一种植物内源的依赖于SKI复合体及XRN复合体的对异常mRNA进行监控和清理的途径;SKI复合体负责mRNA的3’端降解,XRN复合体负责5’端降解。RNA质量控制系统可以抑制转录后基因沉默,防止植物内源基因被错误沉默。除了上述已经报道的RNA质量控制系统外,其它的转录后基因沉默抑制因子还鲜有报道。在本项目中的工作中,申请人的前期的工作鉴定到一个全新的蛋白(NOR1),该蛋白很有可能不依赖于RNA质量控制系统对转录后基因沉默途径进行抑制。在本项目中,申请人将结合多种生物学方法对NOR1抑制转录后基因沉默的分子机制进行解析。
英文摘要
Small RNA dependent post-transcriptional gene silencing mediating by AGO1 and other proteins is the most important way to degrade mRNA, it plays crucial roles in modulating plant development and defensing virus infecting. Previous studies have shown that excessive accumulation of abnormal mRNA in plants can trigger the activation of post-transcriptional gene silencing, thereby degrading the corresponding mRNA. The RNA quality control system is an endogenous way of monitoring and cleaning up abnormal mRNA depending on SKI complex and XRN complex; the SKI complex is responsible for the degradation of mRNA from the 3’ end, while the XRN complex is responsible for the degradation from the 5' end. RNA quality control systems can suppress post-transcriptional gene silencing and prevent plant endogenous genes from being inappropriate silenced. In addition to RNA quality control systems, other post-transcriptional gene silencing suppressors have rarely been reported. In this project, our previous work identified a novel protein (NOR1) that is likely to repress the post-transcriptional gene silencing pathway independent of RNA quality control systems. In this project, we will study the molecular mechanism of NOR1 suppressing post-transcriptional gene silencing using a variety of biological methods.
在本项目前期的研究中鉴定到一个可以抑制转录后基因沉默的基因,NOR1。在实验材料g14中,NOR1突变后,小RNA的表达水平显著增加;因此我们推测小RNA介导的基因沉默途径对相关过表达基因进行了降解。在前期研究的基础上,我们进一步构建了NOR1自身启动子驱动的NOR1-GFP转基因载体,对g14材料进行了互补,进一步确认了NOR1的突变是导致g14表型的原因。进一步,我们使用遗传学实验,验证了NOR1可以抑制小RNA途径介导的转录后基因沉默。有意思的是,NOR1的作用具有广谱性,将它的突变导入到其它过表达材料中,同样可以恢复相关过表达材料的表型;而且,NOR1的功能在水稻中也是相对保守的。我们进一步利用免疫共沉淀结合质谱鉴定的方法寻找到了NOR1的互作蛋白NOR1 Interact Protein 1 (NIP1),并通过酵母双杂交等技术对它们之间的相互作用进行了确认。综上,依托本项目的资助,我们解析了NOR1参与介导抑制转录后基因沉默的机理;这对于人们进一步了解转录后基因沉默的作用机制及其相关的拮抗模式起到了推动作用。
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