河南大学宋纯鹏教授团队在Nature Communications上发表研究成果，揭示植物耐热调控新机制

近日，河南大学宋纯鹏教授团队在国际知名期刊Nature Communications上发表了题为“Sequestration of DBR1 to stress granules promotes lariat intronic RNAs accumulation for heat-stress tolerance”的研究论文。该研究首次揭示了高温胁迫引起环状内含子RNA（lariat intronic RNAs）的积累及其调控机制。

随着全球气候变暖，极端高温事件愈加频繁，植物作为固定生长的生物体，面临着严峻的高温胁迫。这种胁迫不仅严重影响植物的生长、发育、产量和品质，甚至在极端情况下可能导致植物死亡。在长期的进化过程中，植物形成了一系列复杂的生理和生化适应机制，主要涉及基因转录和转录后调控。在基因转录层面，热胁迫相关的转录因子，如热激反应因子（HSFs）和热休克蛋白（HSPs）的功能和作用机制已逐步被揭示。此外，高温胁迫还会诱导应激颗粒的形成，这些颗粒通过选择性地招募mRNA和蛋白质，发挥存储、降解、保护或隔离的功能。

环状内含子RNA（lariat RNA）是mRNA成熟过程中形成的副产物。传统上认为它们最终会被RNA脱支酶DBR1线性化并降解。然而，本研究揭示了高温胁迫引起环状内含子RNA的积累，进而提高RNA Pol II的转录效率，从而增强了热胁迫相关基因的表达。同时，还发现了高温胁迫下环状内含子RNA积累的新机制：高温诱导DBR1互作蛋白SICKLE发生相分离，将DBR1招募至应激颗粒中进行隔离，从而减少细胞对环状内含子RNA的降解能力，导致其丰度增加。这项研究不仅丰富了我们对植物应对高温胁迫分子机制的认识，也为作物抗逆性遗传改良提供了新的思路。

安徽农业大学生命科学学院吴承云副教授、河南大学在读博士研究生王行松为论文共同第一作者。河南大学宋纯鹏教授和胡筑兵教授为论文通讯作者。华中农业大学谢周丽副教授，河南大学徐秀美教授和郭思义教授，澳大利亚昆士兰大学José Ramón Botella教授，复旦大学郑丙莲教授，北京大学王伟研究员，以及河南大学博士生研究生李炎、甄伟波、王春菲和工作人员王晓庆参与了该项工作。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目，河南省自然科学基金，海南省科技计划三亚崖州湾科技城科技创新联合项目等的资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-52034-w

来源：河南大学