廈門大學GenomeRes解析水稻基因調控機制

　　可選擇性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)是一種普遍存在于真核生物中的基因調控機制。APA事件的發生能使一個基因產生多種mRNA轉錄本，從而增加轉錄本的復雜度。選擇不同的多聚腺苷酸化位點可以使不同的轉錄本具有不同的編碼序列，或具有不同長度的3'端非翻譯區(3'untranslated region,3'UTR)。不同長度的3'UTR可引起RNA結合蛋白或微小RNA(miRNA)的結合位點發生變化，進而影響mRNA的穩定性、定位和翻譯效率。近年來，APA作為調控基因表達的重要方式越來越受到重視。

　　10月12日，國際基因組研究權威刊物《Genome Research》在線刊登了來自廈門大學、福建省農科院和美國健康科學西部大學的一項最新研究成果，題為“Genome-wide dynamics of alternative polyadenylation in rice”。該研究使用Poly(A) Tag測序(PAT-Seq)法，系統地調查了14個不同水稻組織和發育階段的全基因組APA景觀圖。

　　這項研究的通訊作者是廈門大學環境與生態學院院長李慶順（Qingshun Quinn Li）教授。李慶順教授早年畢業于廈門大學生物系，1995年在美國肯塔基大學獲博士學位，隨后在肯塔基大學從事博士后研究，2010年至2012年為美國邁阿密大學生物系教授，2012年至今為廈門大學環境與生態學院院長。研究方向為植物mRNA多聚腺苷化的分子生物學、轉錄組學、遺傳學、生物信息學研究；分子生態學：植物對環境適應性的分子生物學、轉錄組學基礎。

　　APA現象廣泛存在于真核生物中，絕大多數真核基因具有多個poly(A)位點。水稻是最重要的一種糧食作物，也是一種單子葉模式植物。雖然已有研究在水稻中分析了一些APA，但是APA在發育和組織特化中的作用，仍然是不明確的。在本研究中，研究人員使用Poly(A) Tag測序(PAT-Seq)法，系統地調查了14個不同水稻組織和發育階段的全基因組APA景觀圖。

　　結果表明，APA顯著介入了發育和數量性狀位點（QTL）基因表達。在所有表達的基因中，有大約48%的基因用APA來產生轉錄組和蛋白質組多樣性。一些基因開關APA位點可讓差異表達的基因利用交替3’UTR區。有趣的是，成熟花粉中的APA是截然不同的，在那里，一組poly(A)因子存在差異表達水平，APA位點有著不同的分布，從而表明在配子體發育過程中有一個獨特的mRNA 3’端形成規律。

　　同樣有意思的是，統計分析表明，QTL往往將APA用于許多農藝性狀的基因表達調控，從而指出了APA在水稻生產中的一個潛在重要作用。這些結果為作物中APA的高級分析，提供了迄今為止最全面和高分辨率的資源，并揭示了APA與真核生物性狀的形成是如何聯系在一起的。

　　去年6月，中科院遺傳與發育生物學研究所的研究員曹曉風（Xiaofeng Cao）帶領的研究團隊在全基因組分析中，發現了一個通過APA機制調控擬南芥開花的關鍵蛋白。這一成果發表在六月二十三日的Cell Research雜志上。