一个新的与豌豆根瘤菌可诱导结瘤基因nodA启动子结合的small RNA的鉴定、克隆与初步功能的研究

来源 :中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所 中国科学院上海生命科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunrisekarl
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在本研究中,我们发现诱导剂naringenin在豌豆根瘤菌(Rhizobiumleguminosarum)结瘤基因nodAnodbox加剧NodD引起的DNA弯折,减缓了该复合物在非变性聚丙烯酰胺胶(PAGE)的迁移速率,这种变化与nodA的转录激活对应。我们进一步通过在nodAnodbox的两臂间插入或者缺失一个或两个碱基,改变两臂间的距离,使得NodD在nodbox引起不同的弯折角度,这显著改变了nodA的转录。当缺失一个碱基时,弯折角度在相同条件下小于野生型,nodA的转录受到抑制;当增加一个或者两个碱基时,弯折角度在相同条件下大于野生型,nodA表现为不依赖诱导剂naringenin,甚至NodD蛋白的组成型转录。 上述两个突变株甚至不需要NodD蛋白也能够转录,因此我们猜测可能还有未知的因子参与nodA的转录。我们将上述组成性转录突变与野生型对照的nodA启动子DNA标记后与R.leguminosarum破菌液在冰浴上做凝胶延滞实验(EMSAs),发现了一个对温度和RNase敏感的新条带,用来自R.leguminosarum的总RNA与nodA启动子DNA做EMSA,发现总RNA和总蛋白能够重现该条带,提示该条带中的成分可能含有RNA。我们进而割胶回收该条带中的RNA,通过在RNA分子两端加上接头后根据接头序列设计引物做RT-PCR,克隆PCR产物并测序,得到一个31bp的片段,含31bp片段在内共85bp片段在根瘤菌保守,该序列不编码蛋白,位于基因间区域。我们预测了该85nt的RNA的二级结构,发现其有明显的颈环结构,其环上序列与nodA启动子上成簇的DNA配对,每簇DNA序列在不同根瘤菌的不同的结瘸基因启动子保守,彼此相距10bp。通过Northernhybridization、5’和3RACE,证明该85bp片段为单拷贝,编码一个长度约为85nt的RNA。用体外转录得到的该85nt的RNA与豌豆根瘤菌总蛋白与nodA启动子DNA孵育,做EMSAs,重现了上述凝胶延滞条带。将nodAnodbox的远端臂的特征性序列AT-Ni0-GAT突变,nodA与RNA结合增强,nodA的转录受到抑制:突变预测的nodA启动子上与RNA配对的C-28→T使得nodA组成性转录,而启动子与RNA复合物条带位置发生迁移;过表达该RNA使可诱导结瘤基因的转录下降了1/2。提示该RNA的作用可能是通过结合nodA启动子DNA阻遏该基因的转录。
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