近日，植物系/竹类所魏强团队联合以色列巴伊兰大学，以色列魏茨曼研究所，印度马杜赖卡玛拉大学等研究团队在植物学主流期刊Plant Biotechnology Journal（即时影响因子:10.23）在线发表了题为“The plant epitranscriptome: revisiting pseudouridine and 2’-O-methyl RNA modifications”的综述论文。该论文主要梳理了植物Ψ (pseudouridine)和Nm (2′-O-methylation)RNA修饰方面的最新进展；分析了几种高通量测定技术在定性和定量分析Ψ和Nm RNA修饰上的优缺点，并论述了植物表观转录组调控与应用方面的未来挑战。
表观转录组学是近年来兴起的热门领域之一。至目前为止，在RNA上已经发现了超过172种不同的修饰。这些修饰包括m6A (N6-methyladenosine), m1A (N1-methyladenosine)，m5C (5-methylcytidine), hm5C (5-hydroxylmethylcytidine), I (inosine)，Nm和Ψ等。这些修饰不仅大量分布在非编码RNA (ncRNA)上，为ncRNA发挥正常功能所必须，而且同样分布在mRNA上，影响mRNA的代谢、表达与功能。近几年，伴随着mRNA修饰酶 (Writer)、去修饰酶(Eraser)和修饰识别蛋白 (Reader)的发现，mRNA化学修饰的可逆变化与动态调控及其与生物生长发育与人类疾病的相关性等重新激起了科学家的兴趣。表观转录组分析技术也被Nature Method评选为2016年度技术。
越来越多的证据表明RNA转录后修饰也广泛参与了植物的生长发育与抗逆反应。目前，研究人员已对植物m6A与m5c两种RNA修饰进行了较为广泛的研究，发现其不仅广泛参与了植物的生长发育如开花、果实成熟、光形态形成与干细胞命运决定，还参与了植物的抗逆反应(图1)。最新的研究显示，通过转人RNA脱甲基酶(FTO)降低RNA m6A修饰水平，使水稻与马铃薯的田间产量提升了约50%，表明调控RNA修饰在提升作物优良经济性状上具有巨大应用潜力。
图1 ：m6A与m5c RNA修饰广泛参与植物生长发育与抗逆反应
除了m6A以外，Ψ和Nm是两种最为丰富的RNA修饰，近年来已被证明是一种新的调控基因表达的机制。如辉瑞生物技术公司和Moderna Therapeutics公司通过Ψ修饰COVID-19 mRNA疫苗极大的提高了其疫苗疗效。但是，目前Ψ和Nm在植物中的研究仍处于起步阶段。因此，作者在这篇综述中梳理了植物和其他生物Ψ和Nm RNA修饰方面的最新进展。论文首先综述了这两种RNA修饰对tRNA, rRNA, snRNA等非编码RNA以及编码基因转录本的调控；进而分析了几种高通量测定技术在定性和定量分析Ψ和Nm RNA修饰上的优缺点 (图2)；最后论述了植物表观转录组调控与应用方面的未来挑战。论文为未来植物表观转录组研究提供了一些有益的探讨。
图2：Ψ和Nm的检测方法
植物系/竹类所副教授Muthusamy Ramakrishna与以色列巴伊兰大学K. Shanmugha Rajan博士为该论文的共同第一作者，植物系/竹类所魏强教授与印度马杜赖卡玛拉大学Subbiah Ramasamy教授为该论文的共同通讯作者。这项工作得到了国家自然科学基金，江西省“双千计划”，江苏省高校“青蓝工程”，南京林业大学杰出青年基金与高层次人才启动基金的资助。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.13829
