山东大学谭保才教授团队揭示玉米SMK4蛋白在线粒体RNA编辑及种子发育中的作用

来源：植物科学最前沿

在陆生植物中，胞苷（C）→尿苷（U）的RNA编辑是细胞器转录本非常重要的转录后加工方式，它被认为是通过对基因突变的修复来恢复功能蛋白的编码。PPR（pentatricopeptide repeat）蛋白在C→U的RNA编辑过程中发挥着非常重要的作用。

近日，JIPB在线发表了山东大学谭保才教授团队题为 “SMALL KERNEL4 is required for mitochondrial cox1 transcript editing and seed development in maize”的研究论文。通过对玉米small kernel4 (smk4) 突变体进行遗传学和分子生物学分析，研究人员克隆了Smk4基因，并揭示了SMK4的分子功能及其在玉米生长发育中的作用。

Smk4的无效突变阻碍了植物的生长发育，导致植株矮小，晚花以及小籽粒的表型。Smk4编码了一个E亚类的PPR蛋白，亚细胞定位分析表明，该蛋白定位于线粒体。在Smk4的功能缺失突变体中，线粒体cox1转录本第1489位点（cox1-1489）的C→U的编辑被消除，这导致Cox1蛋白第497位的氨基酸从丝氨酸变为脯氨酸。Cox1是线粒体复合物IV的重要组分，blue native (BN)-胶活性染色表明，突变体中复合物IV的活性相对于野生型明显降低。

该研究结果表明，SMK4参与cox1-1489的C→U编辑，该位点的编辑对线粒体生物发生和玉米生长发育起着重要作用。与之前报道的小籽粒突变体不同的是，纯合的smk4突变体植株可以到达生殖生长阶段，并产生可育的小籽粒。

谭保才教授团队的王红春为论文第一作者。该项目得到国家自然科学基金的支持。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.12856