Nature Communications | 浙江大学马忠华团队揭示植物病原真菌前体mRNA剪接机制！

禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）是小麦赤霉病（FHB）的主要病因，小麦赤霉病是一种在世界范围内造成经济损失的谷类作物病害（Science | 封面文章！内生真菌基因的水平转移打开小麦抗赤霉病的大门！Nature子刊 | 最新研究揭示小麦赤霉病“罪魁祸首”—禾谷镰刀菌致病新机理！）。除了由FHB引起的产量损失外，病原菌在受侵染的谷物中产生的霉菌毒素如脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）和玉米赤霉烯酮也严重威胁着人类和动物的健康。不难预见，pre-mRNA剪接对于禾谷镰刀菌的各种细胞过程至关重要，因为该病原菌的基因组含有77％的内含子基因，其中98％是组成性剪接。对禾谷镰刀菌的最新研究表明，FgPrp4是剪接体成分中唯一的激酶，通过其他剪接体成分的磷酸化来调节60％以上的基因转录本中的内含子剪接。FgPrp4突变体显示出严重的生长缺陷，并完全丧失了小麦的致病性。此外，在体内与FgPrp4相互作用的富含丝氨酸/精氨酸的剪接因子FgSrp1也调节了与真菌发育和感染有关的基因簇的内含子剪接。与这些发现一致的是，玉米黑粉菌中的剪接因子Num1是真菌菌丝的极化生长所必需的，它会影响细胞周期和细胞分裂。尽管最近有报道强调了前体mRNA剪接的关键作用，但在真菌中仍不清楚如何鉴定和调节剪接位点的机制。

近日，国际权威学术期刊Nature Communications发表了浙江大学马忠华教授（Nature Communications | 浙江大学马忠华团队揭示植物病原真菌亚硝化胁迫反应机制！）和美国德州农工大学Won Bo Shim教授团队合作的最新相关研究成果，题为The RNA binding protein FgRbp1 regulates specific pre-mRNA splicing via interacting with U2AF23 in Fusarium的研究论文。

前体mRNA（pre-mRNA）剪接是真核细胞中必不可少且受到严格调控的过程。但是，对剪接的调控机制尚不十分了解。本研究表征了禾谷镰刀菌中一种名为FgRbp1的RNA结合蛋白。FgRbp1的敲除会导致47％禾谷镰刀菌内含子的基因转录物的剪接效率降低，这些基因转录物参与了包括营养生长、发育和毒力在内的各种细胞过程。人类直系同源物RBM42能够完全挽救ΔFgRbp1的生长缺陷。FgRbp1与其目标mRNA中的CAAGR基序结合，并与剪接因子FgU2AF23相互作用，后者是一种高度保守的蛋白质，参与3'剪接位点识别，从而导致募集的FgU2AF23到靶向mRNA的增强。这项研究表明，FgRbp1是剪接调节因子，并以序列依赖的方式调节禾谷镰刀菌中的前体mRNA剪接。

图1：禾谷镰刀菌中含RRM的蛋白FgRbp1的鉴定

图2：FgRbp1的核定位及其与剪接因子FgU2AF23的物理相互作用

图3：FgRbp1对前体mRNA剪接的影响以及通过RIP-seq分析鉴定FgRbp1的靶向RNA

图4：FgRbp1结合CAAGR顺式元件

图5：FgRbp1调节核糖体蛋白基因（RPG）的剪接并促进FgU2AF23募集至靶向mRNA

图6：FgRbp1通过调节相关基因的剪接在禾谷镰刀菌有性繁殖过程中至关重要

图7：FgRbp1对于禾谷镰刀菌侵入结构的形成至关重要

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