生命科学学院瞿礼嘉研讨组发现植物中一个全新
来源:只为遇见你网 发表于2019-08-01 18:25:20 编辑:上官婉儿
摘要: 亲本效应(parental effect)是指生物体子孙的性状只遭到某一个亲本基因型的影响,而不遭到另一亲本的基因型影响的现象。在植物发育进程中,亲本效应首

亲本效应(parental effect)是指生物体子孙的性状只遭到某一个亲本基因型的影响,而不遭到另一亲本的基因型影响的现象。在植物发育进程中,亲本效应首要体现在前期种子发育时期,即某些基因关于胚胎和胚乳发育的影响仅是由单亲本来历的产品操控的。植物的亲本效应一般能够分为由印记(imprinting)构成的亲本效应和非印记的亲本效应两类。非印记的亲本效应在植物中较为常见,其发作的原因是:基因表达是在受精前的雌配子体或雌配子体发育阶段发作的,表达的产品(RNA或蛋白质)却是胚胎发育或胚乳发育进程中必需的。而印记的亲本效应是由部分印记基因(imprinted gene)发作的。印记基因是仅在哺乳动物和被子植物中发现的、在受精后的发育进程中侧重表达母本或父本等位基因的基因。与哺乳动物中已判定出上百个在发育中有多种重要功用的印记基因不同,在植物中至今仅有极少数的印记基因得到了承认,而且这些得到承认的印记基因绝大部分在发育中没有显着的功用。哺乳动物的印记基因关于其前期发育的许多亚细胞进程都十分重要,但长期以来人们并不清楚植物中的印记基因是否也是如此,动物和植物的印记基因趋同演化的驱动力也是一个谜。

北京大学生命科学学院瞿礼嘉教授课题组发现并判定了一个新的植物印记基因——NUWA(女娲),该基因对植物前期发育的亲本效应兼具印记与非印记两种类型。首要,NUWA是一个拟南芥的必需基因,其功用的缺失导致雌配子体传递率下降,且前期胚胎和胚乳中呈现细胞/核增殖缺点,并终究导致种子败育。其次,NUWA是母本表达的印记基因,由于从受精前的配子体发育阶段到受精后的16细胞胚胎阶段,都只要NUWA的母本等位基因的转录和翻译能被检测到,且受精后,NUWA的母本等位基因的从头(de novo)转录进程也可在合子期被检测到(图A)。现在现已被判定的其他植物印记基因大都编码细胞核定位的蛋白,而NUWA蛋白定坐落线粒体,而且对发育前期线粒体的形状和功用十分重要。NUWA的母本效应很可能是为了保持或进步植物前期发育阶段中细胞器与细胞核和谐作业的功率而被驱动演化的(图B)。受精前,NUWA仅在雌配子体中表达。受精后,在前期胚胎和胚乳中,由核基因组编码的、母本等位基因特异表达的NUWA蛋白依然定坐落母体秉承的线粒体中,并在其间发挥其功用;而与此同时,在父本秉承的十分少数的线粒体在胚囊中被悉数降解,NUWA的父本等位基因没有表达。也就是说,在线粒体中起重要功用的由核编码的NUWA基因,其母本等位基因的特异性表达形式与线粒体的母系遗传完成了完美和谐。这一发现不只提醒了植物的印记基因参加的前期亚细胞进程的新方面,也提醒了线粒体的母本操控的一个新的共同机制,而且为植物前期发育进程中细胞核、细胞器的和谐机制又增加了一个杂乱的层面。

前期胚胎和胚乳中NUWA基因的母本操控示意图

这项作业于2019年1月以“A Novel Imprinted Gene NUWA Controls Mitochondrial Function in Early Seed Development in Arabidopsis”为题在线宣布在《科学公共图书馆·遗传》(PLoS Genetics)上。北京大学生命科学学院博士后何珊博士是该论文的榜首作者,瞿礼嘉教授是该论文的通讯作者。该研讨得到了国家重点基础研讨发展方案(973方案)和高等学校学科立异引智方案(111方案)的赞助。

修改:安定

 

生命科学学院瞿礼嘉研讨组发现植物中一个全新的印记基因——女娲

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