2025-01-15
近年來，“液液相分離（Liquid - Liquid Phase Separation，LLPS）”在生命科學領域引發了新一輪的研究熱潮，成為2024年度國家自然科學基金科研熱點項目之一。在植物領域中，有關相分離的研究起步稍晚，但其發展勢頭卻銳不可當，發文數量如同雨后春筍，逐年攀升，展現出蓬勃的生命力（圖 1）。小編悉心梳理發現，僅僅在2024這一年，國內植物領域圍繞相分離的研究便產出了9篇極具分量的高分論文（表 1）。從這些論文中可以看出，多組學(xue)技術在相(xiang)分離(li)的(de)研究(jiu)(jiu)中(zhong)也起到(dao)了不可忽視(shi)的(de)作用(yong)，今天(tian)小編就(jiu)為您介(jie)紹一篇多(duo)組(zu)學(xue)與相(xiang)分離(li)結合的(de)高分文(wen)章，一起來學(xue)習(xi)一下(xia)多(duo)組(zu)學(xue)結合相(xiang)分離(li)的(de)研究(jiu)(jiu)思路。
圖 1 植物中LLPS的研究(jiu)報道在逐年(nian)增加 [1]
表(biao) 1 2024年國(guo)內植物領(ling)域LLPS發表(biao)文(wen)章(zhang)統計
文獻案例
文章題(ti)目：The m6A reader SlYTH2 negatively regulates tomato fruit aroma by impeding the translation process
中文題(ti)目：m6A閱讀(du)器(qi)蛋白SlYTH2通過阻礙翻譯過程(cheng)負調控番茄果(guo)實(shi)香氣
發表期刊(kan)：PNAS
影響因子：10.8
發表時間：2024年7月
研究背景：m6A是(shi)一(yi)種對基因調控(kong)至關重要的(de)(de)RNA修飾，其(qi)功能是(shi)通過(guo)m6A閱(yue)讀器實現的(de)(de)。然而，m6A閱(yue)讀器是(shi)否(fou)在果(guo)實成熟和品質形(xing)成過(guo)程中發揮調控(kong)作用尚(shang)不清楚。在本研(yan)究中，深(shen)入解(jie)析了(le)一(yi)個番茄m6A閱(yue)讀蛋白SlYTH2，通過(guo)m6A-seq，FA-CLIP-seq，RNA-seq，Proteome等多(duo)組(zu)學手段，確定了(le)SlYTH2特異結合(he)m6A-RNA，并且抑(yi)制揮發物合(he)成相(xiang)關基因SlHPL和SlCCD1B的(de)(de)蛋白翻譯。同時(shi)確定了(le)SlYTH2能夠發生液液相(xiang)分離，促進RNA-蛋白質凝聚(ju)體的(de)(de)形(xing)成。這些發現揭示了(le)m6A在植物RNA代謝中的(de)(de)潛在機(ji)制，并提供了(le)一(yi)種有前途(tu)的(de)(de)策略(lve)來產生對消費(fei)者更有吸引力的(de)(de)水果(guo)。
研(yan)究思路：
研究結論：
1.首先通過m6A-seq和FA-CLIP-seq聯合分析(xi)，確定了SlYTH2能(neng)夠結(jie)合m6A修飾的(de)RNA，并從中找到(dao)與香氣揮發物(wu)合成相關的(de)兩個靶基因SlHPL和SlCCD1B。
圖 2 SlYTH2結合m6A修飾的揮發(fa)性(xing)合成(cheng)相關(guan)基因SlHPL和SlCCD1B
2.通過RNA-seq和蛋白組聯合分析，確定(ding)了SlYTH2結合m6A-RNA之后，不影(ying)響mRNA的表達豐度(du)，而是通過調控mRNA的翻譯導(dao)致蛋(dan)白水平發(fa)生變化(hua)。
圖 3 SlYTH2結(jie)合m6A-RNA后影(ying)響(xiang)蛋白(bai)含量的變化
3.通過(guo)數據庫(ku)預(yu)測，確定SlYTH2具有(you)驅動(dong)LLPS的PrLD和(he)IDR結構(gou)。體外重組蛋(dan)白的觀察，確定了SlYTH2能(neng)夠(gou)形成球(qiu)狀(zhuang)液(ye)滴，有(you)很(hen)好(hao)的流(liu)動(dong)性，具有(you)LLPS能(neng)力，并且更傾向于(yu)招募(mu)m6A-RNA到相分離液(ye)滴中。
圖 4 SlYTH2與(yu)m6A-RNA共同(tong)形成LLPS
4.最后通過IP-MS分析，找到與SlYTH2互作(zuo)并(bing)參(can)與調控翻譯起始(shi)的(de)的(de)蛋白，能共同定位到SlYTH2-m6A-RNA的(de)液滴(di)中(zhong)發揮作(zuo)用。
圖 5 SlYTH2招募(mu)參與調控翻譯的成員一起形成LLPS
這篇文獻清晰地呈現出這樣一(yi)個(ge)研(yan)(yan)究(jiu)思(si)路(lu)：將當(dang)下的熱(re)點領(ling)域(yu)“液液相(xiang)分(fen)離”與多(duo)組學手段有機結合，能夠(gou)極大地拓展并深化研(yan)(yan)究(jiu)成果。植物領(ling)域(yu)中的液液相(xiang)分(fen)離研(yan)(yan)究(jiu)仍然(ran)面臨(lin)著很多(duo)挑戰(zhan)，而多(duo)組學憑借其(qi)全(quan)方位、多(duo)層次的分(fen)析優勢，能夠(gou)為(wei)分(fen)子機制研(yan)(yan)究(jiu)提供關鍵線索，開拓研(yan)(yan)究(jiu)思(si)路(lu)，助力(li)液液相(xiang)分(fen)離研(yan)(yan)究(jiu)更上一(yi)層樓。
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