PNAS:中科院植物所卢从明研究组揭示叶绿体核糖体RNA加工分子机
2017年2月6日，国际著名学术期刊《美国国家科学院院刊》杂志在线发表了中国科学院植物研究所卢从明研究组题为“PPR-SMR protein SOT1 has RNA endonuclease activity”的研究论文，研究组通过一系列生化实验发现，PPR-SMR蛋白家族成员SOT1能够在体外特异且高效地剪切其RNA底物。卢从明研究组博士研究生周稳和副研究员卢庆陶为该论文共同第一作者，卢从明研究员为论文通讯作者。
RNA操作是目前研究的热点之一。要实现精确的RNA操作，需要特异地识别靶向目标RNA分子并对其进行剪切。但到目前为止，这类序列特异的RNA内切酶在自然界中还没有被发现。因此，寻找一类序列特异的RNA内切酶显得尤为重要。
研究人员通过生化、分子与遗传等分析，研究人员进一步发现SOT1的PPR结构域能够特异识别叶绿体23S-4.5S核糖体RNA前体5′末端一段含有13个核苷酸的序列，并通过其SMR结构域剪切了该识别序列的下游序列，从而参与了拟南芥叶绿体23S-4.5S核糖体RNA前体的成熟。研究人员还通过突变SOT1蛋白的PPR结构域的特定位点，使突变的蛋白能够识别并剪切预期的RNA底物而不再识别并剪切原来的RNA底物。这一结果首次证明SOT1具有序列特异的RNA内切酶活性，且能够被人工改造用来识别并剪切预期的RNA底物，可以作为一种RNA操作工具而具有广泛的应用前景。
图注：SOT1可程控地识别并剪切不同RNA底物
原文链接：
PPR-SMR protein SOT1 has RNA endonuclease activity
原文摘要：
Numerous attempts have been made to identify and engineer sequence-specific RNA endonucleases, as these would allow for efficient RNA manipulation. However, no natural RNA endonuclease that recognizes RNA in a sequence-specific manner has been described to date. Here, we report that SUPPRESSOR OF THYLAKOID FORMATION 1 (SOT1), an ArABIdopsis pentatricopeptide repeat (PPR) protein with a small MutS-related (SMR) domain, has RNA endonuclease activity. We show that the SMR moiety of SOT1 performs the endonucleolytic maturation of 23S and 4.5S rRNA through the PPR domain, specifically recognizing a 13-nucleotide RNA sequence in the 5′ end of the chloroplast 23S–4.5S rRNA precursor. In addition, we successfully engineered the SOT1 protein with altered PPR motifs to recognize and cleave a predicted RNA substrate. Our findings point to SOT1 as an exciting tool for RNA manipulation.
作者：卢从明
