廣東
近日，西北農林科技大學植保學院劉慧泉教授團隊在Science Advances期刊上發表題為“Adaptive Spo11 RNA editing gate optimizes meiosis I pace and mitotic proliferation while preserving ascospore formation”的研究論文，揭示了小麥赤霉病菌（Fusarium graminearum）通過一套動態的A-to-I RNA編輯機制，實現對保守核酸內切酶Spo11功能的時空調控，從而協調其在減數分裂、孢子形成與無性生長中的多重角色。植保學院博士研究生吳夢春為論文第一作者，劉慧泉和王秦虎教授為論文共同通訊作者。
真核生物中保守的Spo11蛋白通過催化DNA雙鏈斷裂（DSB）啟動減數分裂重組，但其活性失控會威脅基因組完整性。
該研究發現FgSpo11以不依賴其DSB催化活性的方式，延緩減數第一次分裂（meiosis I）的進程。此前在芽殖酵母中曾觀察到類似現象，該研究首次在絲狀真菌中通過遺傳學證據確認了該獨立功能，并進一步揭示Spo11的豐度決定了減數分裂的“剎車”力度：缺失導致分裂加速，而過量表達則引起延遲，表明Spo11是一個劑量依賴的減數分裂計時調控因子。
另一重要發現是FgSpo11在減數分裂之后仍發揮關鍵作用，且這一功能嚴格依賴其DSB活性。研究表明，FgSpo11能夠抑制減數分裂后過度的有絲分裂，保障子囊孢子正常形成。缺失FgSpo11導致超過64%的子囊中出現9個以上細胞核，孢子發育失敗。這是首次證明Spo11在孢子形成階段作為發育秩序的守護者，其使命并不隨減數分裂結束而終止。
上述多功能切換的核心調控機制，在于FgSPO11基因編碼區的一個提前終止密碼子（TAG）。在無性階段，該密碼子導致翻譯提前終止，僅產生無功能的截短蛋白，從而避免Spo11活性對基因組造成損傷。進入有性生殖階段后，Tad2-Tad3-Ame1復合物催化A-to-I RNA編輯，將TAG轉變為TGG（色氨酸），精準產生全長功能蛋白。編輯效率從減數第一次分裂初期的約5%動態上升至孢子形成階段的80%以上，實現了“關閉—低劑量—高劑量”的三級控制。
該研究揭示，一個單一位點的RNA編輯事件可作為“門控”與“變阻器”，在多個發育階段協調Spo11的DSB依賴與非依賴功能。系統發育分析進一步表明，這種“缺陷基因+RNA編輯修復”的策略在糞殼菌綱多個支系中多次獨立起源，提示其具有重要的演化適應性，可有效平衡有性生殖需求與無性階段的基因組安全性。該研究為理解真核生物生命周期權衡與轉錄組可塑性提供了新思路。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu7607
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
