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禾谷镰刀菌中RNA结合蛋白FgRbp1调控前体mRNA剪接的机制研究

批准号:
32102145
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王敏慧
依托单位:
学科分类:
植物病理学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王敏慧

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在我国,由禾谷镰刀菌复合种引起的小麦赤霉病严重威胁小麦生产安全。对病原菌致病与生长发育机理的深入研究将为赤霉病的防治提供理论依据。本项目前期在禾谷镰刀菌中鉴定到一个对病菌致病、生长至关重要,但其功能还未知的RNA结合蛋白FgRbp1。通过互作蛋白筛选、高通量测序发现该蛋白参与到对菌体中前体mRNA剪接的调控。但是,FgRbp1调控剪接的分子机制尚未明确。因此,本项目将进一步鉴定FgRbp1在菌体内结合的靶标mRNA;解析FgRbp1对靶标mRNA的结合与剪接之间的关联;阐明FgRbp1通过与互作蛋白FgU2AF23互作而调控禾谷镰刀菌中前体mRNA剪接的分子机制;并探索沉默FgRbp1来抑制前体mRNA剪接,以提高内含子包含基因的沉默效率,从而为基于RNA干扰的小麦抗赤霉病育种提供新视角。
英文摘要
Fusarium head blight (FHB) caused by Fusarium graminearum species complex is a serious threat to wheat production in China. Further study on the mechanism of pathogenicity and development of the pathogen will provide a theoretical basis for the control of FHB. Our previous study identified an uncharacterizecd RNA binding protein named FgRbp1 in F. graminearum, and found it is critical for the development and pathogenicity of this fungus. By screening the interacting proteins of FgRbp1 and high-throughput sequencing, we found that FgRbp1 is a pre-mRNA splicing regulator. However, the molecular mechanism of FgRbp1 in regulating splicing remains unclear. This project intends to identify the target mRNAs of FgRbp1, analyze the relationship between the FgRbp1’s binding to mRNAs and pre-mRNA splicing and explore the molecular mechanism of the regulation of FgRbp1 in splicing via interacting with FgU2AF23. Furthermore, this project will explore silencing FgRbp1 to inhibit the splicing to improve the silencing efficiency of intron containing genes, which will provide a new perspective for FHB-resistant breeding based on RNA interference.
由禾谷镰刀菌复合种引起的小麦赤霉病严重威胁小麦生产安全。因此,加强对禾谷镰刀菌致病和生长发育机制的深入研究,对于赤霉病的防控具有重要意义。RNA结合蛋白可以通过调节RNA代谢来调控基因表达,是生物体内基因表达调节的关键蛋白。RNA结合蛋白的突变可以引起包括癌症在内的多种人类疾病。但是,在丝状真菌中有关RNA结合蛋白的研究鲜有报道。本项目前期在禾谷镰刀菌中鉴定到一个对病菌致病、生长至关重要,但其功能还未知的RNA结合蛋白FgRbp1;并通过酵母双杂交筛库发现FgRbp1与剪接体蛋白FgU2AF23互作。与此相符的是,RNA-seq表明FgRbp1的缺失导致了病菌中47%的内含子包含基因的剪接受损,表明FgRbp1是一个重要的剪接调控因子。有趣的是,人源蛋白RBM42在ΔFgRbp1中的异源表达能够完全回补ΔFgRbp1的生长缺陷,表明FgRbp1与人类蛋白RBM42是功能同源蛋白。通过RNA免疫沉淀测序(RIP-seq),本研究从全基因组范围内鉴定到219个FgRbp1结合的靶标mRNA,这些mRNA参与了真菌中生长、发育和致病等多种生命过程。其中78%的靶标mRNA内含子剪接均受损,说明FgRbp1对其靶标mRNA的结合与剪接之间有着密切的联系。此外,从RIP-seq数据中我们还鉴定到一个FgRbp1结合的顺式作用元件CAAGR。遗传和生化实验进一步表明:FgRbp1通过对CAAGR序列的特异识别结合到这些靶标mRNA上,并通过与剪接体蛋白FgU2AF23的互作,招募FgU2AF23所在的剪接体富集到靶标mRNA上,从而提高靶标mRNA的剪接效率。综上,本项目的研究结果阐明了病原真菌在转录后水平上调控病菌致病基因表达的新机制,为挖掘针对病菌的新药靶提供了理论依据;同时,研究结果也进一步丰富了真核生物中前体mRNA剪接的调控机制。
禾谷镰刀菌中剪接因子FgRbp1与SAGA复合体互作调控基因转录和共转录剪接的机制研究
  • 批准号:
    32472505
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    王敏慧
  • 依托单位:
国内基金
海外基金