遗传发育所曹晓风院士课题组揭示水稻rRNA加工及对低温响应的机制

2023-05-10 14:56:27

2018年3月19日，Plant Physiology在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风院士为通讯作者的题为“Ribosomal RNA Biogenesis and its Response to Chilling Stress in Oryza sativa L.”的研究论文。

核糖体生物发生对于植物生长和环境适应至关重要。核糖体RNA（rRNA）加工是核糖体生物发生过程中的重要步骤，起始于rDNA的转录。产生的pre-rRNA转录本经过系统化加工，包括多个核酸内切和核酸外切反应以去除内部和外部转录间隔区（ITS和ETS）。 pre-rRNA加工的位点和途径已在酿酒酵母中得到破译，某种程度上在爪蟾、哺乳动物细胞及拟南芥中也被破译。然而，作物（特别是单子叶植物，如水稻）中的加工位点和途径仍知之甚少。该研究鉴定出水稻rRNA生物发生过程中的rRNA前体和pre-rRNA转录间隔区的关键核酸内切位点。进一步研究发现，两种pre-rRNA加工途径，以5' ETS去除和ITS1切割顺序为区分，并在体内共存。此外，低温胁迫可抑制rRNA生物发生，主要在pre-rRNA加工水平，表明通过降低高耗能过程以增强水稻对低温的适应性。

总结而言，该研究揭示了水稻pre-rRNA的加工途径，并且发现核糖体的生物发生受到低温迅速抑制，为作物核糖体生物发生与环境适应之间的关联提供了新的见解。

Figure 7. Simplified model that the inhibition of rRNA biogenesis in rice by chilling stress predominantly occurs at post-transcriptional level.