賈桂芳課題組與合作者揭示RNA結合蛋白EHD6激活m6A結合蛋白并通過相分離調控水稻抽穗開花的分子機制

　　水稻是全球最主要的糧食作物之一，其中抽穗開花期是決定品種地區和季節适應性的關鍵形狀。因此挖掘新的抽穗調控基因，解析抽穗期的分子機制，對培育高産、優良、廣适的水稻品種具有重要意義。RNA表觀遺傳學是近些年來的新興研究領域，其中m⁶A是真核生物mRNA内部分布最廣以及最重要的RNA修飾。此前研究發現該化學修飾會被特定的m⁶A結合蛋白（Reader）識别并調控mRNA穩定性、選擇性多聚腺苷酸化等功能。然而，目前水稻抽穗期是否受到m⁶A的調控還尚不清楚，m⁶A調控翻譯的分子機制仍有待解析。近日，beat365官方网站賈桂芳課題組與萬建民院士南京農業大學團隊合作在Molecular Plant期刊發表了題為“The RNA binding protein EHD6 recruits the m⁶A reader YTH07 and sequesters OsCOL4 mRNA into phase-separated ribonucleoprotein condensates to promote rice flowering ”的研究論文。該論文揭示了RNA結合蛋白EHD6通過m⁶A途徑介導的相分離過程調控水稻抽穗期的機制。

　　該研究定位克隆到一個在長短日照均能促進水稻抽穗的基因Early Heading Date 6（EHD6）。該基因編碼一個含有PrLD和RRM結構域的RNA結合蛋白，亞細胞定位實驗顯示EHD6在細胞質内發生液液相分離形成散點狀分布的無膜凝聚物，這種散點狀定位的無膜凝聚物是由PrLD結構域介導産生。為了進一步研究它的分子機制，通過酵母雙雜交篩庫及多種驗證實驗，證實EHD6與含有YTH結構域的m⁶A結合蛋白YTH07存在互作關系。體内外的試驗發現EHD6能夠促進YTH07高效結合m⁶A，并且FA-CLIP實驗發現EHD6可以與YTH07共同靶向結合m⁶A修飾的基因。進一步研究發現EHD6還能促進YTH07的相分離，通過形成無膜凝聚物阻滞抽穗抑制基因OsCOL4的蛋白積累，解除對下遊基因Ehd1的轉錄抑制，産生更多的成花素，從而促進水稻抽穗（圖一）。該研究不僅揭示了RNA結合蛋白與YTH家族相互作用的新機制，還為水稻抽穗期調控提供了重要的基因資源，為水稻育種及相關領域的研究提供了新的思路和參考。

　　圖一. EHD6調控水稻抽穗的分子機制

　　beat365官方网站賈桂芳研究員、南京農業大學周時榮教授、萬建民院士為該論文的共同通訊作者，賈桂芳課題組博士後宋培哲、萬建民院士課題組博士研究生崔松為該論文的共同第一作者，該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北京分子科學國家研究中心、北大-清華生命科學聯合研究中心、核糖核酸北京研究中心的資助。

　　文章鍊接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1674205224001503

　　賈桂芳課題組長期從事RNA化學修飾調控與功能研究，近期，他們發現植物拟南芥細胞質tRNA和葉綠體tRNA和rRNA上存在C²-甲基腺嘌呤（m²A）修飾并鑒定到相應的甲基轉移酶，并解析tRNA上37号位m²A修飾調控蛋白翻譯的分子機制（Nature Communication, 2024, 15, 1025）；與上海交大張良課題組合作利用二硫鍵化學交聯技術和抗體輔助共結晶方法獲得人源RNA修飾N1-甲基腺嘌呤（m¹A）去甲基酶ALKBH3與核酸晶體結構，解析ALKBH3識别單鍊核酸和對m¹A去甲基化學反應機制（Angewandte Chemie International Edition, 2024,63(7), e202313900）；與廣州大學關躍峰課題組合作發現RNA去甲基酶FTO促進大豆基因編輯效率（Molecular Plant, 2024, 17, 363-366）。值得一提的是，賈桂芳課題組近期還與萬建民院士團隊合作鑒定到水稻RNA修飾m⁶A去甲基酶并解析其調控水稻雄性不育的分子機制（Plant Biotechnology Journal, 2024, doi: 10.1111/pbi.14354）。