論文標題：RNA Polymerase RPOTp is Involved in C-to-U RNA Editing at Multiple Sites in Arabidopsis Chloroplasts
作者列表：Nadia Ahmed Ali, Wenjian Song, Yayi Zhang, Jiani Xing, Kexing Su, Xingxing Sun, Yujia Sun, Yizhou Jiang, Dianxing Wu, Xiaobo Zhao*
DOI：10.1002/advs.202405131
研究背景
葉綠體作為進行光合作用的半自主細胞器，具有自身基因組。葉綠體基因組編碼的基因的轉錄依賴于葉綠體編碼和細胞核編碼的兩類RNA聚合酶。RPOTp作為細胞核編碼葉綠體靶向的RNA聚合酶，在葉綠體基因轉錄成RNA的過程中起著重要作用。RNA編輯是一種通過核苷酸的插入、缺失或替換對轉錄后RNA分子進行修飾加工，使成熟RNA中核苷酸序列和基因組DNA序列之間不相匹配，從而導致遺傳信息發生改變的過程。開花植物中的RNA編輯發生在葉綠體和線粒體基因組編碼RNA中，主要通過細胞核編碼的多個RNA編輯因子組成的RNA編輯復合體來進行。
研究概述
浙江大學農業與生物技術學院趙曉波研究員團隊在該研究中發現RPOTp除了在葉綠體基因轉錄中發揮功能外，在RNA編輯效率調控中也起著重要作用。RPOTp功能的缺失導致了擬南芥葉綠體內9個RNA編輯位點編輯效率的改變，其中rpoC1-488、rps12-i-58和ycf3-43350位點的編輯效率顯著上升，ndhB-467、ndhB-836、ndhD-2、ndhD-878、ndhF-290和ndhG-50位點的編輯效率明顯下降，揭示了細胞核編碼葉綠體靶向的RNA聚合酶RPOTp參與了葉綠體內多個RNA編輯位點編輯效率的調控。
圖1. 與野生型Col-0相比，RPOTp功能缺失的sca3-2突變體內9個位點的葉綠體RNA編輯效率發生了顯著改變以及互補家系（sca3-2/com1）的互補結果。
該研究同時揭示了葉綠體RNA的轉錄水平和編輯效率之間沒有直接相關性。進一步研究表明RPOTp能直接與葉綠體RNA編輯復合體中的MORF2、MORF8、MORF9和ORRM1等多位點RNA編輯因子發生相互作用，繼而影響了MORF2、MORF8和MORF9蛋白的二聚化來參與RNA編輯效率的調控。這項研究解析了RPOTp在葉綠體RNA編輯效率調控中的新功能和葉綠體RNA編輯調控的新機制，對揭示RNA編輯發生的分子機理，加深對遺傳信息修飾和葉綠體基因表達調控的理解等方面具有重要的理論意義。
圖2. RPOTp通過與葉綠體RNA編輯復合體中的多位點RNA編輯因子互作，影響MORF蛋白的二聚化，進而參與RNA編輯效率調控的模式圖。
浙江大學原子核農業科學研究所的博士研究生Nadia Ahmed Ali為論文第一作者，趙曉波研究員為通訊作者，吳殿星教授，研究生宋文健、張雅怡、邢佳妮、蘇柯星、孫醒醒、孫羽佳和江一舟參與了本文研究。此項研究工作得到了國家自然科學基金面上、海外優青項目和浙江大學“百人計劃”研究員科研啟動經費的資助。
期刊簡介
Advanced Science 是Wiley旗下創刊于2014年的優質開源期刊，發表材料科學、物理化學、生物醫藥、工程等各領域的創新成果與前沿進展。期刊為致力于最大程度地向公眾傳播科研成果，所有文章均可免費獲取。被Medline收錄，PubMed可查。最新影響因子為17.521，中科院2021年SCI期刊分區材料科學大類Q1區、工程技術大類Q1區。
