近日，國際植物學(xué)TOP期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF： 7.443， 植物學(xué)一區）發(fā)表北京林業(yè)大學(xué)林木分子育種創(chuàng )新團隊研究成果，題目是“Osmotic stress-responsive promoter upstream transcripts (PROMPTs) act as carriers of MYB transcription factors to induce the expression of target genes in Populus simonii”。該論文闡述了新型非編碼RNA的轉錄調控作用，引起國際同行的廣泛關(guān)注。
精準的轉錄調控是植物維持生長(cháng)發(fā)育以及應對外界環(huán)境因子刺激的最重要生存手段。目前已經(jīng)建立起了比較完善的編碼蛋白基因的調控網(wǎng)絡(luò )，基因-基因之間的相互作用機制也逐漸清晰，對于指導人們了解植物生長(cháng)發(fā)育以及逆境脅迫響應過(guò)程中的分子調控機制具有重要意義。
然而，在基因組轉錄產(chǎn)物中，編碼蛋白的基因僅占1~2%，其余98%以上的轉錄產(chǎn)物由非編碼RNA組成。由于非編碼RNA的生物合成來(lái)源復雜，多種類(lèi)型的非編碼RNA形成機制以及如何行使轉錄調控等科學(xué)問(wèn)題尚未得到系統解析。
為此，張德強教授團隊在楊樹(shù)中發(fā)現了一種在基因上游區域轉錄的一種新型長(cháng)鏈非編碼RNA—PROMPTs。通過(guò)對其結構特征和表達分析表明PROMPTs是一類(lèi)二級結構穩定并且對逆境脅迫敏感的轉錄調控分子。共表達分析建立了由PROMPTs參與的5個(gè)獨立共表達網(wǎng)絡(luò )。其中干旱脅迫響應上調共表達網(wǎng)絡(luò )核心節點(diǎn)NM1（PROMPT_1281）在楊樹(shù)自然群體中存在兩個(gè)結構穩定的優(yōu)勢單倍型，兩者具有相似的二級結構但是表達模式迥異。聯(lián)合利用類(lèi)水滑石納米顆粒轉化技術(shù)對其二級結構調控功能進(jìn)行了解析，結果顯示PROMPT_1281不存在與基因組相互作用的結構，推測其在接受調控信號后形成一個(gè)表達濃度梯度，通過(guò)與MYB轉錄因子的結合，在空間上梯度影響擁有相同順式作用元件的共表達基因。
該研究首次系統地闡明了PROMPTs二級結構的轉錄調控作用，為全面解析非編碼RNA的轉錄調控機制提供了一個(gè)嶄新視角，揭示了長(cháng)鏈非編碼RNA對于系統構建植物逆境脅迫響應轉錄調控網(wǎng)絡(luò )的重要意義。
北京林木分子設計育種高精尖中心青年研究員、生物學(xué)院副教授宋躍朋是該論文的第一作者，博士生軒安然、卜琛皞參與了該研究的具體實(shí)驗工作。該研究受到十三五國家重點(diǎn)研發(fā)課題(No. 2016YFD0600102)和國家自然科學(xué)基金項目(No. 31400553 和 31770707)的資助。
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