汤行春教授团队在拟南芥叶绿体发育调控机制研究中取得重要进展

近日，湖北大学生命科学学院、省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室汤行春教授团队在植物学权威期刊Journal of Experimental Botany上发表题为“A nuclear-located RNA Helicase 13 is essential for chloroplast development in Arabidopsis thaliana”的研究论文，揭示了一个拟南芥核定位的RNA解旋酶调控叶绿体发育的新机制。湖北大学汤行春教授和华中农业大学谢婷婷为共同通讯作者，湖北大学讲师罗盼和武汉大学史册为论文共同第一作者，湖北大学为第一单位。湖北大学杨勇教授、周艺以及武汉大学彭雄波教授、张雪成、周娇、王玉坤参与了该工作。该研究得到了国家自然科学基金和中国博士后基金资助。

图1. 论文首页

叶绿体是植物进行光合作用的场所，可以将太阳能转化成有机物，为自然界中所有生物提供能量来源，因此，维持叶绿体的正常发育至关重要。同时，叶绿体是半自主型细胞器，其正常发育和功能行使，主要受到核编码或自身编码的叶绿体蛋白调控，但其他细胞器如何调控叶绿体发育仍有待探究。本研究报道了一个核定位的DEAD-box RNA解旋酶RH13调控叶绿体发育，对维持叶绿体发生和功能至关重要。

图2. RH13定位于核仁

RH13在各组织中泛表达，并定位在核仁中（图1）。通过突变体株系分析，发现rh13突变体中叶绿体缺陷（图2），包括体积变小、基质着色变浅、类囊体膜出现空腔等，叶绿素含量也降低。蛋白组数据显示rh13突变体中的光合相关蛋白显著下调。进一步通过转录组数据分析后发现，通过可变剪切来调节下调的叶绿体相关大蛋白。综上，本研究揭示了RH13能通过调控叶绿体相关蛋白的可变剪切来调控叶绿体的发育。这一发现是领域内首次报道非叶绿体定位的RNA解旋酶调控叶绿体发育，对于完善叶绿体发育机制以及 “核质互作”具有重要意义。

图3. RH13突变导致叶绿体发育异常

论文链接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erad225/7197075