选择性多聚腺苷酸化调控植物开花的分子机制

　　选择性多聚腺苷酸化(Alternative Polyadenylation, APA)是真核生物中广泛存在的一种基因表达调控机制。随着高通量测序技术的发展和完善，APA 越发成为新的基因转录与翻译调控的研究热点。在拟南芥和哺乳动物中，超过70%的转录本具有多个poly(A)位点。选择性多聚腺苷酸化极大地增加了真核生物转录组以及蛋白组的多样性和复杂性，因此研究该过程如何被调控对于研究基因表达的调控机制具有重要的生物学意义。开花是拟南芥从营养生长向生殖生长转变过程中的重要事件，受到极为复杂而精细的调控。此前有研究表明植物开花与APA调控有关，但是其中的机制尚不明确。

　　中国科学院遗传与发育生物学研究所曹晓风研究团队发现了拟南芥中一个新的mRNA 3’端加工因子HLP1(属于hnRNP A/B家族)通过调控mRNA 3’端加工来控制植物开花的分子机制。研究发现hlp1 突变体中的开花抑制因子FLC 表达量显著上升，因而突变体呈晚花表型。通过在植物体内建立了HITS-CLIP/CLIP-Seq (High-throughput sequencing of RNAs isolated by the cross-linking immunoprecipitation)技术，在全基因组范围构建了HLP1-RNA的互作图谱，发现HLP1结合到许多参与RNA代谢以及开花调控基因的转录本上，并且其结合位点显著富集在mRNA的内含子以及3’UTR中的多聚腺苷酸化位点附近(A-rich以及U-rich元件上)，提示它在mRNA 3’端形成过程中起作用。进一步在基因组水平检测hlp1突变体中poly(A)位点选择的变化发现HLP1调控了数千个转录本poly(A)位点的选择，其中包括了FCA (开花促进因子，抑制FLC的表达)。 HLP1可以直接结合到FCA转录本的两个poly(A)位点上，并促进远端poly(A)位点的使用，从而产生有生物学功能的全长FCA 转录本来抑制FLC 的表达。

　　该研究通过鉴定新的3’端加工因子HLP1入手，在植物中首次成功建立了大规模鉴定RNA结合蛋白所结合的靶位点的新方法(HITS-CLIP/CLIP-seq技术)，构建了RNA结合蛋白及其靶RNA在全基因组水平上的互作图谱，进一步解析了APA调控植物开花的机制，对于研究RNA结合蛋白参与调控植物生长发育具有重要的指导意义。

　　该研究6月23日在线发表于Cell Research (DOI：10.1038/cr.2015.77)，曹晓风研究组博士后张勇、顾连峰以及客座博士生侯毅峰为文章的并列第一作者，研究员曹晓风和副研究员刘春艳为共同通讯作者。该研究受到科技部重大研究计划、国家自然科学基金委、农业部转基因重大研究专项和植物基因组学国家重点实验室的资助。