Licht-regulierte Genexpression in Pflanzen

Forscher haben aufgedeckt, wie Pflanzen auf Lichtinformationen aus der Umwelt reagieren und die Genexpression dementsprechend Veränderung, um sich an unterschiedliche Lichtbedingungen anzupassen.

Klimawandel und Umwelt

Pflanzen überleben, indem sie auf verschiedene Signale aus der Umgebung reagieren und sich an diese anpassen, insbesondere an Veränderungen der Lichtqualität und Intensität. Diese Veränderungen werden durch Chloroplaste in grünen Geweben abgefühlt, die dann die Information an den Kern kommunizieren. Je nach den erhaltenen Informationen, wird die Genexpression im Zellkern verändert, wodurch das Wachstum der Pflanze, der Stoffwechsel und andere physiologische Prozesse beeinflusst werden. Das EU-geförderte Projekt ASRNABIDOPHYS (Identification of light signaling components in the regulation of alternative splicing in plants) entdeckte, wie Hell / Dunkel-Informationen von Chloroplasten wahrgenommen und die Genexpression im Zellkern verändern. Genexpression wird durch einen Mechanismus, das sogenannte Spleißen, üblicherweise geregelt. Introns genannte Gensequenzen werden aus RNA entfernt, wobei Exons zurückgelassen werden, die kombiniert werden, um die Boten-RNA (mRNA) zu bilden, die dann in Proteine übersetzt wird. Obwohl Introns von definierten RNA-Abschnitten durch Spliceosomen entfernt werden, können die Intron / Exon-Grenzen variieren, um unterschiedlich große Exons mit verschiedenen Sequenzen zu erzeugen. Dieses Verfahren, das alternatives Spleißen genannt wird, bedeutet, dass eine Reihe von Proteinen aus der gleichen mRNA hergestellt wird. In einem früheren Projekt entdeckten die ASRNABIDOPHYS-Forscher, dass ein durch Licht von einem Chloroplast erzeugtes Signal die Genexpression reguliert, indem das alternative Spleißen im Kern gesteuert wird. Dieses lichtregulierte Spleißen trat sogar in den Wurzeln auf, aber nur über die Kommunikation von photosynthetischem Gewebe in den Blättern. Um aufzudecken, welche Moleküle von den Trieben zu den Wurzeln reisen, um Hell / Dunkel-Informationen an die Wurzelnuclei zu kommunizieren, befassten sich die Forscher mit dem Spleißen von Mutanten bei Arabidopsis. Durch die Identifizierung von Mutationen, die das durch Hell / Dunkel regulierte Spleißen beeinflussen, beschränkten sie die Kandidaten auf die Faktoren, die das alternative Spleißen beeinflussen. Interessanterweise stellte ASRNABIDOPHYS fest, dass das durch Licht regulierte Signal das alternative Spleißen von RNA-Verarbeitungsgenen beeinflusst, die selbst zum Spleißen erforderlich sind. Diese Studie hat dazu beigetragen, evolutionär konservierte Strategien und neue Mechanismen zu entwirren, die zur Lösung der Frage beitragen, wie Pflanzen die Genexpression durch alternatives Spleißen regulieren.

Schlüsselbegriffe

Genexpression, Pflanzen, Chloroplasten, ASRNABIDOPHYS, Lichtsignal, alternatives Spleißen

Identification of light signaling components in the regulation of alternative splicing in plants

Licht-regulierte Genexpression in Pflanzen

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