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在植物中连接胞质和叶绿体核糖体生物发生

2019-04-28 10:16:54 • 来源：

东京工业大学(东京工业大学)的科学家发现，独立起源的真核生物和细菌生长调节系统与原始红藻中叶绿体rRNA转录的控制有关。

叶绿体是细胞内重要的特殊结构，可产生能量并产生与细胞生长有关的储存和细胞代谢相关分子。叶绿体中发生的反应需要叶绿体核糖体(细胞器中蛋白质合成的位点)形成蛋白质;然而，如何在植物细胞中调节这一点仍然很大程度上未知。核糖体DNA转化为核糖体RNA(rRNA)，即转录，被认为是生物发生的限速步骤(决定核糖体生物发生速度的最慢步骤)，因此清楚地了解rRNA至关重要转录。

以前的研究表明，抑制TOR(雷帕霉素靶标)是一种高度保守的蛋白激酶，在许多真核生物中抑制核rRNA转录。Sousuke Imamura副教授及其同事假设TOR调节叶绿体和线粒体中的rRNA转录。他们发现TOR在模型单细胞红藻Cyanidioschyzon merolae中调节叶绿体rRNA以及核和线粒体rRNA的转录。结果表明，TOR参与调节所有三种核糖体中生物发生的机制。

但TOR如何调节细胞中叶绿体rRNA的转录?研究人员试图通过分析TOR抑制的影响来回答这个问题。他们发现这种抑制增加了核编码的叶绿体基因CmRSH4b的表达，该基因编码信号分子鸟苷3'-二磷酸5'-二磷酸(ppGpp)合成酶的同源物，其调节细菌中的rRNA合成。进一步的遗传和生化分析表明，叶绿体中CmRSH4b依赖性ppGpp的形成是叶绿体rRNA转录的重要调节因子。

因此，本研究结果为今后叶绿体核糖体生物合成的研究奠定了基础。了解三个相互连接的核糖体系统之间的协调将有助于进一步深入了解藻类和复杂植物细胞的生长。

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