[发明专利]大白菜叶绿体来源的小RNA及其热响应作用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术和植物学领域；更具体地，本发明涉及大白菜叶绿体来源的小RNA及其热响应作用。

背景技术

真核生物中，非编码小RNA在许多细胞程序中有重要的作用，例如转录、翻译、剪切，DNA复制以及RNA加工等。在植物中，一个现代的观点认为小RNA通过Dicer-like蛋白(DCLs)剪切其茎环结构的前体或双链RNA分子而产生。这些小RNA直接与Piwi/Argonaute(AGO)家族的蛋白作用形成RNA沉默复合体(RISC)。然而，来自动物中的数据显示小RNA与复合体间的关系更为复杂。最近在哺乳动物中的实验也揭示了小RNA生物合成的分子机制。新一代测序技术产生了大量的测序数据，更揭示了小RNA来源的多样性，诸如有些小RNA来源于基因组重复区序列，基因间区域，以及tRNA。然而这些研究更多关注于细胞核与细胞质，在动物、植物以及真菌中报道来源于亚细胞基因组，诸如叶绿体和线粒体的小RNA逐渐增多。叶绿体和线粒体被广泛的认为是由细胞中内共生细菌体演化而来，具有独立的环形基因组，有自己的基因表达机制[Dyall SD，Brown MT，Johnson PJ：Ancient invasions：fromendosymbionts to organelles.Science 2004，304：253-257]。细胞器基因组的一个标志是具有转录后调控的优势，包括特异基因及整体范围的RNA加工和运输。在叶绿体中，几个非编码RNA最初在烟草中被发现，并在其他几个被子植物中具有保守性，例如，一个218-nt长的质体编码的RNA被认为与16S核糖体RNA成熟有关[Vera A，Sugiura M：A novel RNA gene in the tobacco plastidgenome：its possible role in the maturation of 16S rRNA.EMBO Journal 1994，13：2211-2217]，在烟草叶绿体中发现12个未知功能的非编码小RNA，其中一些预测可形成茎环结构[Lung B，Zemann A，Madej MJ，Schuelke M，Techritz S，Ruf S，Bock R，Hüttenhofer A：Identification of small non-coding RNAs frommitochondria and chloroplasts.Nucleic Acids Res 2006，34：3842-3852]。在叶绿体中，几乎所有的多顺反子转录都被核酸内切酶及核酸外切酶加工，核酸酶可能减少核糖体组装的二级结构。此外，叶绿体中RNA 3’端加工使用了原核生物途径，即rho-独立的末端，产生成熟区侧端的茎环结构[Rott R，Drager RG，Stern DB，Schuste G：The 3’untranslated regions of chloroplast genes inChlamydomonas reinhardtii do not serve as efficient transcriptional terminators.Mol Gen Genet 1996，252：676-683]。尽管如此，与已知的大肠杆菌相比，叶绿体中RNA加工仍然还知之甚少，酶机制仅仅是一个探索性的开始，其详尽的分子机制仍待阐明。