植物所發現四吡咯合成酶參與RNA編輯新機制

　　四吡咯代謝途徑廣泛存在于動物、植物和微生物中，如人體內的血紅素以及植物的葉綠素都經該途徑合成，對包括呼吸作用和光合作用在內的生命活動具有不可缺少的作用。RNA編輯是真核生物的一種重要調控方式，可在基因序列不變的情況下產生蛋白質的多樣性。之前，人們尚不清楚四吡咯代謝途徑與RNA編輯兩個迥然不同的過程之間存在的聯系。

　　林榮呈研究組與中科院植物研究所及德國柏林洪堡大學科研人員合作，以模式植物擬南芥為研究對象，對四吡咯代謝途徑中的原卟啉原氧化酶(PPO1)進行了深入研究。研究發現，編碼PPO1的基因缺失使葉綠素含量明顯降低，并且葉綠體內18個RNA編輯位點(已知共有34個位點)的編輯效率產生了不同程度的下降，從而導致參與光合作用循環電子傳遞的NDH復合物缺失及其功能喪失。科研人員通過分子生物學、生物化學和遺傳學等手段進一步研究發現，PPO1能夠通過其中22個氨基酸與葉綠體定位的MORF家族蛋白相互結合，起到穩定MORF蛋白的作用。而MORF蛋白又與能識別RNA編輯位點的特定PPR蛋白形成復合體，該復合體可以結合到需要編輯的RNA位點上，最終實現RNA編輯，意味著RNA編輯需要多種不同性質的蛋白協同來發揮作用。

　　研究首次發現四吡咯生物合成途徑中的酶參與RNA編輯，不僅拓展了人們對四吡咯合成酶功能多樣性的認識，而且揭示了RNA編輯機制的復雜性。研究同時暗示四吡咯合成酶在進化過程中既有保守的催化功能，又可衍生出其它的生物學功能。

　　1月13日，研究結果在《美國國家科學院院報》(PNAS)以Tetrapyrrole biosynthetic enzyme protoporphyrinogen IX oxidase 1 is required for plastid RNA editing為題，報道了植物四吡咯合成酶PPO1在核糖核酸(RNA)編輯中的新功能和作用機制。研究組博士研究生張帆為該論文的第一作者，林榮呈為通訊作者。

　　研究工作得到國家自然科學基金委和中科院百人計劃項目資助。

PPO1與MORF蛋白互作對葉綠體RNA進行編輯。(A)擬南芥ppo1突變體表現型;(B)ppo1突變使NDH復合物亞基缺失;(C)PPO1與MORF蛋白相互作用;(D)PPO1不同突變對RNA編輯的影響。