植物細胞中有精準指揮適應環境的“信號燈”

雖然不能像動物一樣移動和躲避危險，但是為了更好地生長發育和應對逆境，植物“修煉”出了復雜而有序的技能來精準指揮其基因發揮作用。記者16日從廈門大學環境與生態學院獲悉，該院李慶順教授課題組與合作者近日在國際期刊《基因組研究》上發表的一項研究發現，植物細胞中基因表達產物加工過程中隱藏著一個“信號燈”，通過“信號燈”可有效調控這一加工過程的質量和效率，讓植物更好地生長和適應惡劣的環境。

據介紹，基因表達是指將DNA這個“法典”編碼的指令轉換成蛋白質的過程，要由信使RNA來進行指令信息的傳遞，這一過程就好比工廠的“生產線”。在這條“生產線”上，有一個名為“多聚腺苷化”的“員工”負責收尾工作，如果該“員工”站錯位或者工作效率低，則不能準確、及時地傳遞有用的遺傳信息。然而，相比動物細胞，植物細胞中“多聚腺苷化”的信號指令較弱，其是如何完成任務而不掉“鏈”的？在過去4年里，該團隊以有“植物小白鼠”之稱的擬南芥為研究對象，借助表觀組學、高通量基因測序等現代技術揭開了這一秘密。

原來，高等生物細胞中的DNA像繩索一樣纏繞在組蛋白上，DNA信息能不能被讀取與纏繞的緊密程度有關，而控制纏繞的緊密程度與組蛋白的乙酰化修飾有關。研究人員發現，組蛋白脫去乙酰化修飾的過程可以為“多聚腺苷化”員工的工作效率提供保障，從而生產出正常的信使RNA。這就好像組蛋白上攜帶了一個會發光的“信號燈”，讓“多聚腺苷化”在終止生產指令較弱的情況下，可以依據該“信號燈”來準確結束工作，完成基因表達。

李慶順表示，這一機制的發現有助于進一步認識植物細胞中信使RNA進行多聚腺苷化過程的分子機制，對于闡述調控植物的生長發育和抵抗逆境等的基因表達過程都具有重要的理論意義。