核糖體RNA（rRNA）的甲基化修飾是生物界中普遍存在的一種轉(zhuǎn)錄后修飾機(jī)制，可以改變r(jià)RNA分子的局部空間結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化核糖體的蛋白翻譯效率。不同物種之間的rRNA甲基化程度存在明顯差別，是rRNA進(jìn)化的標(biāo)志性事件之一。葉綠體是高等植物中重要的細(xì)胞器，由藍(lán)細(xì)菌經(jīng)過(guò)內(nèi)共生過(guò)程演化而來(lái)，具有自己的核糖體，因而能夠獨(dú)立地進(jìn)行蛋白質(zhì)合成。但是，對(duì)于葉綠體內(nèi)是否存在rRNA甲基化現(xiàn)象，催化rRNA甲基化的分子裝置及可能的生物學(xué)功能，目前仍缺乏研究。

中國(guó)科學(xué)院植物研究所研究員遲偉團(tuán)隊(duì)以模式植物擬南芥為材料，對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究。該研究運(yùn)用亞硫酸鹽測(cè)序法在葉綠體16S rRNA中鑒定到一個(gè)甲基化位點(diǎn)C1352，同時(shí)分離了一個(gè)擬南芥突變體cmal，在該突變體中C1352位點(diǎn)不能進(jìn)行正常的甲基化?；蚩寺”砻鰿MAL基因編碼一個(gè)定位于葉綠體的SAM依賴(lài)型的RNA甲基轉(zhuǎn)移酶。進(jìn)一步的研究表明，該位點(diǎn)的甲基化修飾如果被破壞，葉綠體核糖體的組裝將會(huì)受到嚴(yán)重影響，葉綠體mRNA的翻譯效率也將會(huì)因此而大幅下降。比較有趣的是CMAL的缺失不僅影響葉綠體功能，也會(huì)影響植物根和葉的發(fā)育過(guò)程，表現(xiàn)出類(lèi)似生長(zhǎng)素缺失的表型。遺傳和生化數(shù)據(jù)表明，CMAL可以通過(guò)調(diào)控植物生長(zhǎng)素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑影響植物的發(fā)育過(guò)程，暗示著葉綠體的核糖體裝置可以作為一個(gè)信號(hào)源調(diào)控植物的器官發(fā)育程序。該研究明確了在葉綠體內(nèi)存在rRNA甲基化修飾現(xiàn)象，并揭示了rRNA甲基化修飾在葉綠體核糖體生物發(fā)生以及植物發(fā)育過(guò)程中的作用，同時(shí)也表明葉綠體和細(xì)菌的rRNA甲基化的機(jī)制和功能存在明顯差別，這為認(rèn)識(shí)高等植物葉綠體的進(jìn)化過(guò)程提供了有用的線(xiàn)索。

該研究成果于2月25日在線(xiàn)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《核酸研究》（Nucleic Acids Research）。植物所博士鄒美娟為該論文的第一作者，遲偉為通訊作者。該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)以及農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)的資助。