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研究揭示植物調(diào)控同源重組修復的新機制
作者：李晨 來源：中國科學報 
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近日，華中農(nóng)業(yè)大學生命科學技術學院教授嚴順平團隊在國際學術期刊PNAS在線發(fā)表成果。該研究不僅揭示了植物調(diào)控同源重組修復的新機制，也為利用同源重組修復機制提高植物基因打靶效率提供了新思路。同時，該研究還首次揭示了植物調(diào)控SOG1蛋白穩(wěn)定性的機制，具有重要的科學意義。
所有生物都需要把正確的遺傳信息（DNA）傳遞給下一代，但是DNA 不斷地受到各種內(nèi)源和外源因素的損傷。為了維持基因組穩(wěn)定性，生物進化出復雜而精細的DNA損傷應答機制。在所有DNA損傷類型中，DNA雙鏈斷裂是最嚴重的DNA損傷形式。同源重組修復（HR）是精準修復DNA雙鏈斷裂的主要機制，也是利用基因組編輯工具進行基因打靶的基礎。
與動物的研究相比，植物調(diào)控同源重組修復的機制尚不清楚。轉(zhuǎn)錄因子SOG1是植物DNA損傷應答的核心蛋白之一，被認為是動物p53的同功能蛋白。目前，p53是被研究最多的蛋白，也是最重要的抑癌蛋白。與p53相比，人們對SOG1還知之甚少。
在本研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，突變E3泛素連接酶DDRM1導致擬南芥對DNA雙鏈斷裂誘導試劑喜樹堿極其敏感。DDRM1含有BRCT和RING結構域，是高度保守的植物特有蛋白，其生物學功能尚無報道。
進一步研究發(fā)現(xiàn)，DDRM1能夠單泛素化SOG1并提高SOG1的蛋白穩(wěn)定性。在ddrm1突變體中，同源重組效率都大大下降，表明DDRM1是同源重組所必需的。
華中農(nóng)業(yè)大學生命科學技術學院教授嚴順平為本文通訊作者，博士后王軒鵬為本文第一作者。該研究受到國家自然科學基金、華中農(nóng)業(yè)大學自主科技創(chuàng)新基金、生命科學技術學院龍云計劃和百川計劃的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2202970119