近日,湖南大学生物学院赵小英/何崇圣团队在国际权威期刊New Phytologist(IF=10.323)在线发表了题为“The blue light receptor CRY1 interacts with FIP37 to promoteN6-methyladenosine RNA modificationand photomorphogenesis inArabidopsis”的研究论文。该研究报道了拟南芥蓝光受体CRY1与m6A甲基转移酶复合体成员FIP37互作,促进m6A修饰和光形态建成的新机制。
光是调控植物生长发育的重要环境因子。蓝光促进植物光形态建成,抑制幼苗下胚轴伸长。隐花素1 (Cryptochrome 1,CRY1)是介导蓝光促进植物光形态建成的主要蓝光受体。然而,CRY1调控植物生长的分子机制尚不完全清楚。
该研究首先观察到,蓝光能诱导m6A修饰水平升高,cry1突变体中m6A修饰低于野生型,表明CRY1参与调控蓝光诱导m6A修饰过程。进一步研究发现蓝光部分通过CRY1调节甲基转移酶复合体成员FIP37基因的表达;在蓝光下,fip37突变体幼苗下胚轴伸长对蓝光的敏感性减弱,幼苗下胚轴变长,表明FIP37正调节蓝光介导的光形态建成。进一步探究该现象背后的机制发现,CRY1与FIP37直接互作;在蓝光激发下,CRY1能够增强FIP37与RNA的结合能力。已有研究报道发现cry1cry2突变体中光形态建成负调节子PIF3、PIF4和PIF5的mRNA水平升高,m6A修饰水平下降。在本研究中,作者发现在蓝光激发下,CRY1能够增强FIP37与PIF3、PIF4和PIF5mRNA的结合,提高这些基因座位上的m6A修饰水平,进而影响这些基因的mRNA的稳定性。因此,该研究提出CRY1可通过与FIP37互作,在蓝光激发下增强FIP37与RNA结合的能力,从而增加光形态建成相关基因的m6A修饰,降低这些RNA的稳定性,进而促进光形态建成。
图.CRY1介导蓝光促进m6A修饰进而促进光形态建成的工作模型
综上所述,该研究首次揭示了蓝光受体CRY1接收蓝光信号后调控m6A修饰,进而调节光形态建成的新机制。
赵小英团队之前还揭示了CRYs介导蓝光调控赤霉素 (Gibberellin,GA)合成和代谢(Zhaoet al., Plant Physiology, 2007),以及GA信号(Zhonget al., Molecular Plant, 2021),进而促进光形态建成的机制。在读博士研究生杨佳欣,博士后李兰和已毕业硕士研究生李鑫为该论文的共同第一作者。赵小英教授和何崇圣教授为该论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金,湖南省自然科学基金,长沙市科技计划项目等经费的资助。
原文链接:
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18583