辰山植物园合作揭示m?A RNA甲基化损害拟南芥基因表达异质性和生殖期耐热性机制_澎湃号·政务_

原创 辰小山 上海辰山植物园

2022年11月23日，国际著名基因组学期刊Genome Biology（IF=17.906，中科院1区）在线发表了上海辰山植物园上海市资源植物功能基因组学重点实验室（原）功能基因组学与计算生物学功能研究组与中国科学院分子植物科学卓越创新中心Jungnam Cho研究组合作的题目为“m?A RNA methylation impairs gene expression variability and reproductive thermotolerance in Arabidopsis”的研究论文，该研究提出了基因表达异质性是影响拟南芥生殖期耐热性的重要因素，而RNA m?A甲基化是基因表达异质性的关键。

植物生殖时期比其他发育阶段更容易受到热激的影响。之前的研究表明，未折叠的蛋白反应因子在生殖耐热性中发挥重要作用。例如，基本的亮氨酸拉链转录因子bZIP17、bZIP28 和bZIP60对于维持热应激下的生育能力至关重要。拟南芥生殖阶段的耐热性也需要SPL家族转录因子SPL1和SPL12。然而作用机制并不清楚。

基因表达“噪音”(Sporadic gene expression)是一种重要的细胞特征，可增加生物体对多变环境的适应性。在单细胞生物中，“嘈杂”的转录增强了不利生长条件下的适应性。在多细胞生物中，克隆基因表达的异质性对于小鼠造血祖细胞的谱系选择很重要，线虫的肠道分化也受基因表达异质性的影响。在拟南芥中，有研究表明异质性表达的基因在胁迫响应因子中富集。因此，“嘈杂”的基因表达是一种进化保守且能增强细胞灵活反应的生物学机制。

在本研究中，通过综合利用RNA-seq和MeRIP-seq技术对拟南芥花组织和莲座叶组织进行测序，发现N6-甲基腺苷 (m?A)，一种在mRNA中广泛存在的RNA修饰，在拟南芥花组织中的含量显著增加，进一步分析发现RNA m?A甲基化在拟南芥花组织中的上调与基因表达异质性呈负相关。随机的基因表达提供了植物应对环境压力的灵活性，而减少的转录水平波动与热响应基因的激活受损有关，进而损害植物生殖期耐热性。此外，破坏RNA去甲基化酶AtALKBH10B也会导致基因表达异质性降低、热激活基因受到抑制以及植物育性大幅下降。这项研究揭示了RNA甲基化和基因表达异质性在耐热性方面的全新作用，为减轻作物因热造成的繁殖失败提供了新的思路。

论文链接：

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该论文上海辰山植物园上海市资源植物功能基因组学重点实验室为第一单位，（原）功能基因组学与计算生物学功能研究组课题组长杨洪星副研究员与中国科学院分子植物科学卓越创新中心Jungnam Cho研究员为本文共同通讯作者，（原）科研助理王令（现中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士生）、（原）科研助理庄海燕（现中国科学院分子植物科学卓越创新中心细胞结构分析平台技术人员）为论文共同第一作者。该项目得到上海市绿化与市容管理局科研攻关专项、国家自然科学基金、上海市浦江人才计划等项目的资助。

文图/王令

疫情防控注意事项

根据市疫情防控工作领导小组办公室发布的关于《我市优化调整疫情防控相关措施》，上海辰山植物园自2022年12月5日零时起，调整疫情防控措施如下：

1．进入上海辰山植物园室外公共区域时，不再查验核酸检测阴性证明，但须“应扫尽扫”场所码，如为红黄码人员，不可进入；

2．进入上海辰山植物园温室、餐厅等室内场馆时，仍需持有48小时内核酸检测阴性证明。

3. 请游客继续坚持“三件套”“五还要”，落实好规范佩戴口罩、保持社交距离、做好“手卫生”等个人防护措施。

后续，我们将根据国家政策和疫情形势，持续调整相关防控措施，感谢游客的支持配合。

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（预约购票入园）

辰山植物园开放时间为8：00-17：00。

园区实行无接触式网络实名制预约购票模式入园。

入园须知

游客入园和游园期间必须严格执行公共场所防疫规定，全程佩戴口罩，保持2米以上距离，不聚集、不扎堆，听从现场人员指引。进入厕所等区域配合场所码查验。

附 / 小贴士

上海辰山植物园「预约、入园流程」

门票信息

门票60元/张

半价优惠：6周岁（不含6周岁）—18周岁（含18周岁）未成年人、全日制大学本科及以下学历学生，须本人凭学生证或有效证件购票于当日经专用通道检票入园。

8.5折优惠：60周岁（含60周岁）—64周岁老年人凭本人相关有效证件可享受。

免票：65周岁及以上老人、6周岁以下或1.3米身高以下儿童、离休干部、现役军人、伤残军人、军队离退休干部、烈士家属、残疾人、消防救援人员（在职、退休、残疾和消防救援院校学员）凭有效证件免票。

*详情请关注辰山官网或票务中心《购票须知》

来园交通

公共交通：

1、轨道交通9号线洞泾站换乘松江19路、96路至1号门；或可在佘山站换乘松江95路至1号门。

2、公交松江95路、松朱线可至2号门。

自驾车：

1、G60 沪昆高速公路松江新城出口沿嘉松公路向北至辰花路左转到达1号门，至沈砖公路左转到佘天昆公路左转到达2号门。

2、G50沪渝高速公路赵巷出口左转沿嘉松公路向南至辰花路右转到达1号门，至沈砖公路右转到佘天昆公路左转到达2号门。

（一、二号门以红圈标示）

原标题：《辰山植物园合作揭示m?A RNA甲基化损害拟南芥基因表达异质性和生殖期耐热性机制》

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