中国科学家发现植物叶绿体基因组可全部转录
新华社昆明7月29日电（记者岳冉冉）中国科学家一项历时五年的研究成果颠覆了学界对植物叶绿体基因组的认知——科学家发现整个叶绿体基因组都是可以转录的。该研究成果已于近日发表在了国际期刊《科学报告》上。
据该论文通讯作者、中国科学院昆明植物研究所研究员高立志介绍，叶绿体是地球上的绿色植物通过光合作用把光能转化为化学能、供给地球上的其他生物能量来源的细胞器。可以说，叶绿体是植物的“养料制造车间”和“能量转换站”。
高立志带领的研究团队历时五年，通过对三种高等植物：水稻、玉米、拟南芥，及两种藻类：衣藻、灰藻的叶绿体转录组数据进行分析，发现整个叶绿体基因组都能够发生转录。这种叶绿体基因组的全转录模式意味着，转录不仅发生在大家熟知的叶绿体基因的编码区，而且能发生在叶绿体基因组的所有非编码区。
高立志解释说，所谓转录，是指遗传信息由脱氧核糖核酸（DNA）变成核糖核酸（RNA）的过程。“此前，学术界的观点一直认为，植物叶绿体基因组是以多顺反子操纵子的方式进行转录的，通俗地说，就是叶绿体基因组的多个基因组合在一起，以同一条转录本的形式进行转录，但这种转录模型并不能解释叶绿体基因组的全转录模式以及转录本的多样性与复杂性，而我们的成果彻底颠覆了这一认识”。
转录本，是指由一个基因通过转录形成的一种或多种可供编码蛋白质的成熟的信使核糖核酸（mRNA）。
“叶绿体起源于古代蓝藻，我们用同样的方法对蓝藻基因组进行了分析，结果表明蓝藻基因组也能全部转录，这恰恰说明叶绿体基因组全转录模式在植物进化的早期就已经存在，可以追溯到蓝藻。”高立志说。
“基于上述发现，我们提出了一种新的叶绿体基因组双向启动子多重转录模型，植物叶绿体基因组几乎能够在任意位置发生转录起始和终止，从而产生了诸多长短不一的转录本，其中很多转录本包含不完整的编码框甚至是假基因。叶绿体基因组的这种转录起始位点和终止位点可以随机组合的转录模式，产生了若干相互重叠、长短各异的初始转录本，从而形成了我们所观察到的叶绿体基因组全转录现象。”高立志说。
专家认为，这项基础性研究成果将有助科学家进一步了解叶绿体基因组转录机制和表达的复杂性。
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