我国科学家发现植物转录暂停因子

转录暂停指遗传信息从DNA 流向RNA 的延伸过程中RNA 聚合酶暂时停止转录，以利于基因表达的精细调控。近日，植物学期刊《分子植物》发表了山东农业大学作物生物学国家重点实验室教授卢从明课题组的最新发现：叶绿体蛋白mTERF5 就是一个转录暂停因子，它介导了叶绿体psbEFLJ 操纵子的转录暂停，并促进其转录。

在转录暂停过程中，RNA 聚合酶依然与新生RNA 以及模板DNA 结合，一旦条件具备，转录仍会继续进行。转录暂停对于生命体的生长、发育及环境适应性等诸多生物学过程有着重要的调节作用。 细菌、后生动物与植物细胞核都普遍存在着转录暂停现象，但是此前的研究没有发现植物中的转录暂停因子，也不清楚叶绿体中是否普遍存在转录暂停现象。植物中有关转录暂停的研究还比较少，是一个新的研究方向。

研究人员通过叶绿素荧光成像技术， 把筛选好的拟南芥T-DNA 插入突变体库后发现，mTERF5 缺失导致植物生长发育迟缓和光系统PSII 活性显著下降。 进一步的研究揭示，mTERF5 的缺失特异性导致叶绿体psbEFLJ 转录效率大幅度降低。psbEFLJ 操纵子转录效率下降导致了mterf5 突变体中PSII 活性的降低。

研究者进一步对mTERF5 在转录水平调控叶绿体psbEFLJ 操纵子的分子机制进行了系统性研究。 他们发现mTERF5 是一个DNA 结合蛋白，通过特异地结合到psbEFLJ 操纵子转录起始位点，导致叶绿体编码的RNA 聚合酶（PEP）在psbEFLJ 操纵子转录过程中产生暂停，助力mTERF5 招募PEP 复合体中的关键组分pTAC6 组装到PEP 复合体中， 从而形成更高活性的PEP 复合体，进而促进psbEFLJ 操纵子的转录效率。

该研究对转录暂停因子mTERF5 调节叶绿体psbEFLJ 操纵子的分子机制进行了精细解析，并证明叶绿体中普遍存在转录暂停现象，这一发现为植物转录调控的分子机制研究提供了新的思路。 该论文系与中国科学院植物研究所合作完成。