[趙光裕] 阿拉伯芥PPME調控粒線體nad1的RNA編輯作用並影響complex I的活性

粒線體是真核生物細胞內的能量生產中心,經由呼吸作用產生能量以供給細胞/胞器執行其正常功能,是維持生物個體生命及生長發育所必須。因此,維持粒線體內基因的正常表現是相當重要的,其基因表現主要經由後轉譯修飾來調控,例如RNA 處理及編輯(processing and editing)、內含子剪切(intron splicing),及RNA 穩定性(stability)。其中內含子剪切是植物粒線體所特有的,而參與此修飾作用的剪切因子(splicing factor)多來自細胞核基因。干擾這些基因的表現會導至內含子剪切發生問題,進而影響植物的生長發育遭,例如雄性不孕、胚胎致死及營養生長發育遲緩等性狀。

趙光裕博士生呂官杰同學利用分子遺傳、細胞學及生物化學等方法對阿拉伯芥PPME蛋白質進行功能性及分子作用機制的研究 (Leu et al., 2016 RNA Biol. in press)。當阿拉伯芥PPME 基因發生突變,會顯著地造成植物營養生長遲緩及生殖器官發育缺陷。PPME是一個P型的PPR蛋白質,之前研究結果顯示P型PPR蛋白被只會參與胞器內RNA的剪接、加工、穩定性及轉譯等功能。此篇論文卻發現PPME直接參與了植物細胞內粒線體RNA的編輯作用,當此編輯作用在ppme突變株中失去在功能時,會導致粒線體 NAD1氨基酸序列發生改變,並使得粒線體 Complex I 的活性顯著下降,進一步影響植物的生長發育過程。這篇文章首次證實了P型的PPR蛋白質亦參與了胞器內RNA的編輯過程。