植物細(xì)胞核基因組完整性的維持

近日，上海生科院植生生態(tài)所黃海課題組科研人員與英國劍橋大學(xué)及John Innes Centre的Janneke Balk博士研究組合作在植物科學(xué)領(lǐng)域期刊《The Plant Cell》發(fā)表了題為“The DUF59 family gene AE7 acts in the cytosolic iron-sulfur cluster assembly pathway to maintain nuclear genome integrity in Arabidopsis”的研究論文，揭示了植物細(xì)胞質(zhì)鐵-硫（Fe-S）簇組裝（CIA）途徑對(duì)于核基因組完整性的維持具有重要作用。

在真核細(xì)胞中，維持基因組完整性是有絲分裂細(xì)胞周期正常運(yùn)轉(zhuǎn)和生物體正常生長發(fā)育的前提。目前對(duì)細(xì)胞核內(nèi)維持基因組完整性機(jī)制的研究已較為清楚，然而對(duì)于細(xì)胞核外因素在維持基因組完整性中的作用仍了解較少。

植生生態(tài)所黃海課題組科研人員先前的研究發(fā)現(xiàn)，在擬南芥中一個(gè)功能未知但進(jìn)化上高度保守的DUF59基因家族成員AE7是細(xì)胞周期正常運(yùn)轉(zhuǎn)和葉極性建成所必需的（Yuan et al., 2010, Plant Journal）。在本項(xiàng)研究中，他們發(fā)現(xiàn)擬南芥AE7基因的突變可導(dǎo)致基因組完整性遭到破壞，細(xì)胞內(nèi)DNA損傷增多、體細(xì)胞內(nèi)同源重組頻率增加，從而激活DNA損傷修復(fù)反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯。AE7可與CIA1, NAR1和MET18等蛋白形成復(fù)合體，組成植物CIA途徑中的一個(gè)核心組分，參與細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核內(nèi)含F(xiàn)e-S簇蛋白的組裝形成，而許多DNA復(fù)制和修復(fù)相關(guān)的核蛋白需要Fe-S簇輔基才能發(fā)揮正常功能。因此，CIA核心組分的缺失將嚴(yán)重影響細(xì)胞周期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。植物CIA途徑的功能依賴于線粒體中Fe-S簇組裝機(jī)器和定位于線粒體膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ATM3。他們的研究還發(fā)現(xiàn)擬南芥ATM3也是維持核基因組完整性所必需的，因而這項(xiàng)工作還將植物線粒體的功能與維持核基因組完整性的機(jī)制起來。

此項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金委、*和國家*等項(xiàng)目的支持