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绿色植物AGO基因的进化过程

作者:迈其生物

来源:BioArt植物

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在真核生物中,RNA干扰(RNAi)是由小RNA(sRNAs)介导的重要遗传调控机制(Hutvagner and Simard, 2008)。作为RNAi的主要效应器,ARGONAUTE蛋白(AGO)与sRNA结合形成RNA诱导沉默复合物(RISC),进而在转录或转录后水平抑制小RNA的靶点(Hutvagner and Simard, 2008),从而在植物中调节影响多种生物过程。植物AGO通过核内剪切或翻译抑制参与转录后基因沉默(PTGS),通过RdDM参与转录基因沉默,并参与其他新兴功能(Fang and Qi 2016;Carbonell 2017;Carbonell and Carrington 2015)。目前关于植物AGOs的知识主要来源于被子植物,特别是水稻和拟南芥(Fang and Qi 2016)。每个物种中往往存在多个AGO,如拟南芥中的10个,代表RNAi途径的多样化(Fang amd Qi 2016;Carbonell 2017)。随着植物基因组测序和转录组分析,越来越多的植物AGO基因被发现。例如,在藓类植物中有6个AGO基因(Arif et al., 2013),在柑橘中有13个AGO基因(Sabboine et al.2019),在番茄中有15个AGO基因(Bai et al., 2012),在玉米中有17个AGO基因(Qian et al., 2011)等。被子植物中的AGO蛋白根据其系统发育关系已分化为三个主要分支:AGO1/5/10、AGO4/6/8/9和AGO2/3/7,它们以拟南芥中的AGO1-10命名。最近的研究发现,陆地植物中存在一个额外的AGO分支:AGO-like,而被子植物中似乎丢失了该分支(You et al., 2017)。

虽然植物AGO家族的进化框架已经建立,但目前的系统发育分类系统严重依赖于少数物种,这限制了对植物AGO的进化起源和系统发育关系的清晰理解。因此迫切需要一个更准确和完整的系统发育系统来进一步分类AGO家族。

近日,深圳大学高雷研究组在The Plant Journal在线发表了题为Origin, evolution and diversification of plant ARGONAUTE proteins的研究论文,揭示了绿色植物AGO基因的进化过程。