細(xì)胞命運(yùn)決定與細(xì)胞特化是植物胚胎模式建成的核心環(huán)節(jié)，直接影響種子形成和遺傳性狀的傳遞，該過(guò)程依賴精確的細(xì)胞分裂與細(xì)胞周期調(diào)控。剪接因子與前體mRNA (pre-mRNA)的剪接在胚胎發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要作用，但是剪接因子是否以及如何通過(guò)調(diào)節(jié)pre-mRNA的剪接調(diào)控胚胎模式建成，目前尚缺乏深入研究。

近日，Journal of Genetics and Genomics在線發(fā)表武漢大學(xué)楊紅春教授團(tuán)隊(duì)題為“

Key divisions and cell specification during embryo pattern formation require SMU1-mediated splicing of

CAK

genes in Arabidopsis

該研究發(fā)現(xiàn)剪接復(fù)合體B的保守亞基SMU1突變后，擬南芥胚根原和靜止中心(QC)細(xì)胞受損，命運(yùn)發(fā)生改變，表現(xiàn)為WUSCHEL-RELATED HOMEOBOX 5 (WOX5)表達(dá)模式改變、胚內(nèi)生長(zhǎng)素信號(hào)紊亂，胚根無(wú)法正常發(fā)育，最終導(dǎo)致胚胎死亡。在smu1突變體胚胎中，細(xì)胞周期關(guān)鍵調(diào)節(jié)基因CYCLIN-DEPENDENT KINASE ACTIVATOR (CAK)的剪接效率下降，蛋白水平降低，細(xì)胞周期不能正常進(jìn)行。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)均表明，SMU1能夠結(jié)合CAKs未剪接的轉(zhuǎn)錄本。僅回補(bǔ)其中一個(gè)CAK基因的表達(dá)即能夠部分挽救smu1的胚根發(fā)育缺陷，形成類QC細(xì)胞，使胚胎得以繼續(xù)發(fā)育，甚至產(chǎn)生可育種子。

SMU1促進(jìn)pre-mRNA剪接調(diào)節(jié)胚根的模式建成

綜上所述，SMU1通過(guò)促進(jìn)CAKspre-mRNA的剪接，精確調(diào)控細(xì)胞周期與細(xì)胞分裂，協(xié)調(diào)胚根原特化，從而保障胚胎根尖分生組織的模式建成。該研究揭示了RNA剪接在胚胎模式建成中的調(diào)控作用，為理解胚胎發(fā)育的分子機(jī)制提供了新視角。

作者簡(jiǎn)介

武漢大學(xué)黃小奕博士為該論文第一作者，楊紅春教授為通訊作者。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)基金、湖北省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。