拟南芥叶绿体蛋白DG1参与PEP型基因表达调控分子机制的研究

叶绿体基因表达调控机制的研究对认识高等植物的叶绿体发育以及功能维持等过程具有重要意义。由于叶绿体基因组本身只编码100多种多肽和RNA，因此叶绿体基因的表达调控主要是由核基因编码的调控因子实现的。研究这些调控因子对于认识叶绿体基因表达调控机制具有重要作用。DG1是我们分离得到的参与PEP类型的叶绿体基因表达调控过程的蛋白，但是其分子机制还不清楚。为了进一步研究DG1在叶绿体体基因表达调控机制中的作用，我们拟以DG1为诱饵蛋白，采用酵母双杂交的方法分离和DG1功能相关的调控因子并研究这些调控的因子的生物学功能以及和DG1的关系，以揭示 DG1参与叶绿体基因表达调控的分子机制。在准备工作中，我们已经筛选到了一个参与PEP类型基因表达调控过程的重要因子－Atsig6，这暗示着通过本项目的研究，有可能分离得到若干参与叶绿体基因表达调控的重要因子，为深入研究叶绿体基因表达调控的复杂网络提供一定基础。

基因转录水平的调控是高等植物叶绿体基因表达调控机制的重要一步。高等植物的叶绿体基因的转录由NEP和PEP两种不同类型的RNA聚合酶负责完成，两者共同控制着不同类型的叶绿体基因在植物不同的发育状态以及不同的环境条件下的转录水平。DG1蛋白是我们最近从拟南芥中分离到的参与叶绿体基因表达调控的叶绿体蛋白。研究表明：DG1蛋白特异地参与了PEP类型的叶绿体基因在叶绿体发育早期的表达调控过程，但是其分子机制还不清楚。.在已有的工作基础，本项目拟采用酵母双杂交的方法分离和DG1蛋白功能相关的调控因子并进一步研究这些调控的因子的生物学功能，以揭示 DG1参与拟南芥基因表达调控的分子机制。我们筛选得到了一个和DG1能够发生特异相互作用的蛋白因子：叶绿体转录起始因子SIG6。Pull down 和Co-IP实验表明DG1蛋白的C末端和SIG6蛋白的N末端发生相互作用，显性负效应实验也进一步验证了这种相互作用。dg1sig6双突变体与单突变体比较，呈现出更为剧烈的表型，叶绿体基因表达受到了更大程度的影响。而且在dg1突变体背景下过量表达SIG6蛋白，能够恢复dg1突变体子叶的表型，但是不能恢复真叶的表型。我们的研究表明：DG1和SIG6蛋白可能形成一个复合物参与拟南芥叶绿体早期发育的基因表达。上述研究结果不仅丰富了我们对高等植物叶绿体基因表达调控机制的研究，为深入研究叶绿体基因表达调控的复杂网络提供一定的基础，而且在一定程度上拓展了研究者对PPR类蛋白功能的认识。特别是对其它P 亚类PPR蛋白的功能的认识具有很强的借鉴意义。上述部分研究成果已经在国际学术期刊Plant J上发表。