《剪接體蛋白SAPH在擬南芥耐熱性中的功能研究》是依託華中師範大學，由楊萬年擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：剪接體蛋白SAPH在擬南芥耐熱性中的功能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊萬年
- 依託單位：華中師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
環境對mRNA剪接有重要調控功能，但作用機理尚不清楚。前期研究中我們克隆到一個編碼剪接體蛋白的基因SAPH，其mRNA剪接受溫度調控，在22℃下形成的mRNA有正常開放閱讀框,在38℃高溫下形成的mRNA因含有34bp的可變外顯子而移碼、產生提前終止密碼。saph突變體在正常溫度下比野生型矮小，種子萌發對ABA不敏感。在熱脅迫下突變體中由熱激啟動子驅動的LUC報告基因的表達上調，突變體對熱脅迫耐受性增加。據此我們推測：SAPH是熱激基因表達的調控因子，通過影響靶基因的轉錄或（和）剪接而調控其表達；SAPH通過溫度依賴的可變剪接反饋調節自身功能，介導溫度對下游靶基因的調控。本項目擬進一步探測SAPH的表達與剪接特點，分析不同剪接異構體的功能，鑑定SAPH的互作蛋白及靶基因，以揭示SAPH在擬南芥耐熱性中的功能。項目對於闡明熱激基因的表達調控機制、理解可變剪接在逆境反應中的功能有重要意義。
結題摘要
項目的研究工作基本按照項目執行計畫書執行，系統開展了突變體表型鑑定、SAPH基因的功能及其調控基因表達的作用機理分析、SAPH基因mRNA的可變剪接分析等方面的實驗工作，完成了項目預定的研究目標，也獲得一些意外的新發現，為今後的工作提出了新的非常重要的科學問題。項目的最重要結果是剪接體蛋白因子通過與參與染色質修飾的蛋白複合體的相互作用而抑制基因表達的功能。 在項目的研究中我們發現剪接相關蛋白SAPH在擬南芥的生長、發育及基礎性耐熱中起重要作用，但saph突變體的耐熱表型隨著繁殖代數的增加而被修飾。saph突變體及其T-DNA插入突變體植株均生長矮小且開花提早，這些表型也能為轉入野生型基因所互補。saph突變體耐熱脅迫，但隨著突變體繁殖代數的增加這一表型逐漸消失，其T-DNA插入突變體也沒有檢測到該表型，因此saph突變體的耐熱表型有表觀遺傳的特點，這可能是一個非共識性的結論。進一步對saph突變體中LUC報告基因、內源HSP18.2基因的表達進行比較分析，發現了一個有趣的現象，由HSP18.2啟動子驅動的LUC報告基因在熱激處理的saph突變體中的表達明顯上升，但內源HSP18.2基因的表達與野生型相比沒有明顯差異。說明SAPH基因可能對外源轉基因有抑制作用，而對內源HSP18.2可能沒有抑制作用。進一步分析與LUC報告基因串聯的潮黴素抗性基因（HYG），發現該基因的表達在突變體中被上調，這些結果說明SAPH抑制外源基因的表達。進一步的DNA甲基化分析發現突變體中潮黴素抗性基因的啟動子（35S啟動子）DNA甲基化水平顯著降低。GFP融合蛋白分析發現SAPH蛋白定位於細胞核，酵母雙雜交篩選、BiLC分析表明SAPH與組蛋白甲基轉移酶SDG類蛋白存在著互作。 這些結果揭示了剪接體蛋白SAPH不僅在前體mRNA的剪接中發揮作用，而且外源基因的表觀遺傳調控中起重要作用。前人研究結果表明外源基因的抑制機制涉及到DNA甲基化、組蛋白的修飾以及染色質重塑等多個方面，我們的工作將剪接複合體的成份與外源基因抑制聯繫起來，對於重新認識剪接複合體及剪接過程的生物學意義提供了重要線索。
