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刘春明研究组在合子激活和干细胞稳态维持机制研究中取得重要进展

 . RH27通过miRNA生物合成途径调控合子分裂和干细胞稳态维持

受精后合子的第一次分裂是高等植物发育起点,启动了随后的细胞分裂、组织分化和器官发生。胚后发育过程中,形成于胚胎期的干细胞通过其稳态调控机制保证植物拥有不断形成新组织和器官的能力。因此,对合子激活和干细胞稳态调控机制的解析一直是生命科学领域重要研究方向。

近日,中国科学院植物研究所刘春明课题研究DEAD-box RNA旋酶调控miRNA生物合成合子激活和干细胞稳态维持机制进行了解析前人研究表明DEAD-box RNA旋酶在拟南芥基因组中有58个成员,参与RNA代谢过程如mRNA输出、mRNA 剪切及rRNA 加工等,但在miRNA生物合成过程中是否发挥作用仍未知。本研究发现,DEAD-box RNA旋酶RH27基因的强突变体zyg4-1 (rh27-1) 表现为合子致死,而其弱突变rh27-2能够完成胚胎发育,但胚后发育表现出严重的根尖和茎尖干细胞稳态紊乱。rh27-2中与干细胞稳态维持相关基因的表达水平显著上调,调控这些基因的miRNA水平显著下调全基因组小RNA测序及RT-qPCR分析结果显示,rh27-2尖和根尖中大部分miRNA及其前体水平明显降低。进一步研究发现,RH27体内可以结pri-miRNA,并且能够直接结合参与miRNA加工DCL1DDLHYL1SE些结果表明,RH27miRNA剪切复合体的一个新分,在合子激活和干细胞稳态维持中发挥重要作用。该研究为DEAD-box RNA解旋酶参与调控miRNA合成提供了证据,提出了合子激活和干细胞稳态调控新机制。

该研究成果于20201119发表于国际学术期刊Plant Cell,由刘春明研究组与中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风研究组合作完毕业博士研究生侯秀丽为论文第一作者,宋秀芬研究员和刘春明研究员为共同通讯作者。研究得到了国家转基因重大专项、国家自然科学基金及中院青年创新的支持

原文链接:https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koaa001/5985532

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