水稻AGO蛋白MEIOSIS ARRESTED AT LEPTOTENE1 (MEL1)通過(guò)結(jié)合生殖細(xì)胞特異性的phased small RNAs (phasiRNAs)，在生殖細(xì)胞的減數(shù)分裂中發(fā)揮作用。MEL1蛋白的表達(dá)在時(shí)間和空間上受到調(diào)控，并在減數(shù)分裂后被迅速清除。但是，MEL1為什么需要在生殖細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中被精準(zhǔn)調(diào)控？又是如何調(diào)控的？
近日，我校生命科學(xué)學(xué)院陳月琴教授/張玉嬋副教授課題組發(fā)現(xiàn)MEL1在減數(shù)分裂結(jié)束后的持續(xù)表達(dá)會(huì)造成花粉母細(xì)胞四分體及早期小孢子發(fā)育異常，從而造成水稻育性下降。而蛋白酶體泛素化途徑對(duì)MEL1在減數(shù)分裂結(jié)束后的迅速降解是保證水稻花粉發(fā)育所必須的。該工作還鑒定到了一個(gè)新的單子葉植物特異性的E3泛素連接酶XBOS36介導(dǎo)MEL1清除。XBOS36敲除或MEL1過(guò)表達(dá)都會(huì)破壞生殖細(xì)胞中的MEL1穩(wěn)態(tài)，從而造成phasiRNA靶基因的脫靶切割，進(jìn)而抑制了小孢子發(fā)育成熟（見圖1示意圖）。本研究鑒定到了調(diào)控生殖期特異AGO蛋白降解的E3泛素連接酶，并解析了AGO蛋白的穩(wěn)態(tài)調(diào)控對(duì)花粉發(fā)育的重要意義。
圖1. XBOS36介導(dǎo)生殖期AGO蛋白MEL1泛素化降解。
研究成果“Ubiquitin-dependent Argonaute protein MEL1 degradation is essential for rice sporogenesis and phasiRNA target regulation”于2021年5月18日在The Plant Cell雜志在線發(fā)表。陳月琴教授和張玉嬋副教授為該論文并列通訊作者，博士后練劍平和2018級(jí)博士生楊宇薇為該論文并列第一作者。本研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃、NSFC -廣東聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目等基金支持。
本研究是在本課題組的前期發(fā)現(xiàn)“MEL1及其結(jié)合的phasiRNA在調(diào)控減數(shù)分裂前期基因表達(dá)變化中的重要功能（Nature Communications, 2020）”基礎(chǔ)上的進(jìn)一步研究。同時(shí)，本研究被當(dāng)期雜志作為highlight論文點(diǎn)評(píng)推薦。
相關(guān)論文鏈接：
原文：https://doi.org/10.1093/plcell/koab138
點(diǎn)評(píng)：https://doi.org/10.1093/plcell/koab144
