调整转录组以解决压力

被称为dinoflagellates的单细胞浮游生物被证明可以通过编辑其RNA而不是改变基因表达水平的意外策略来应对压力。

KAUST研究人员的研究结果开始时，由副教授Christian Voolstra和助理教授Manuel Aranda领导的研究小组比较了两种被认为属于共生属中同一物种的甲藻的RNA转录本。成绩单的差异超出预期，表明关系更为遥远。然而，研究小组推测RNA转录本可能已被编辑，产生的信息不同于细胞DNA中编码的信息。

以前在甲藻的线粒体和质体中观察到RNA编辑，但在细胞核中编码的基因中没有观察到。Voolstra和Aranda早期的研究表明，在压力条件下，甲藻的基因表达变化很小。研究人员想知道：“如果他们完全不同地做什么呢?如果他们只是按照他们需要的方式编辑成绩单而不是改变表达怎么办?”阿兰达回忆道。

为了验证他们的假设，研究小组分析了在正常条件下生长并受寒冷，炎热或黑暗胁迫的共生细菌培养物的转录组。保守估计发现了3,300个RNA编辑。“这扩大了编码能力，超越了基因组中的编码能力，”Aranda说，有效地给细胞一个模糊的基因组。“它不是只有一个版本的蛋白质，而是通过在不同的层面上改变信息来产生多种不同的版本。”

然后该团队将注意力转向在所有四种生长条件下编辑的229种基因。这些基因中的一半的RNA在至少一种应激培养物中被不同地编辑，并且许多基因在RNA编辑中响应于几种应激因子而发生变化。“我们已经证明短期压力可以通过RNA编辑来处理。但我们还不知道如何，”该研究的主要作者Yi Jin Liew博士说。

了解RNA编辑背后的机制以及如何调节这种机制仍然是未来研究的一个令人兴奋的挑战。

这些发现也引发了关于这一过程的进化和生态影响的有趣问题。RNA编辑可以为甲藻提供快速进化实验的有效机制。

生态影响可能更广泛。许多共生物种与珊瑚共生，珊瑚的抗逆性部分取决于其共生物伴侣的身份。“检查耐受高温的珊瑚 - 共生组合是否经历或多或少的RNA编辑将是非常有趣的，”Voolstra说。

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