近日，我院李庆顺教授研究团队在国际知名期刊  Plant Physiology 在线发表了题为 Inhibitor AN3661 reveals biological functions of Arabidopsis Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor 73（CPSF73) 的研究论文。通过使用抗疟疾药物苯并硼唑化合物AN3661研究其毒性及对拟南芥中多聚腺苷化因子AtCPSF73-I和AtCPSF73-II（统称AtCPSF73s）的专一性抑制功能，研究结果不仅展示该药物对其它生物产生毒性的分子过程，也为阐明植物通过选择性多聚腺苷化（APA）调控基因表达及表型形成奠定理论基础。

研究背景

       真核生物的基因从DNA转录出信使RNA之后基本都要经过多聚腺苷化的加工过程，后者对基因表达的效果产生重要影响，是调控基因遗传功能的关键环节之一。多聚腺苷化过程由多个主要蛋白质复合体完成。抗疟药物AN3661对寄生虫多聚腺苷化因子CPSF73蛋白具有极高的特异性。CPSF73也是高效转录终止所必须的核酸内切酶，但拟南芥中的两个同源蛋白AtCPSF73s均由必需基因编码，它们的纯合突变体均致死，多年来无法对这两个重要因子的遗传功能进行研究。另外，这种抗疟疾药物对植物的毒性也没有报道。

研究成果

       本研究通过将拟南芥放于不同浓度的AN3661上，通过构建高通量多聚腺苷化标签序列（PAT-seq）文库并进行DNA测序来研究拟南芥AtCPSF73s在多聚腺苷化过程中的作用和功能，并从中测试抗疟疾药物的植物毒性及分子机制。结果表明，AN3661与多聚腺苷化因子AtCPSF73s结合并抑制拟南芥主根、叶子以及根毛的生长，该现象的产生是由差异基因以及差异APA基因共同调控，差异APA基因富集结果揭示植物激素乙烯以及生长素的累积共同作用抑制主根的生长。此外，AN3661会通过AtCPSF73s来影响差异APA基因的腺苷化信号的使用，使其偏向于较低的U核苷酸使用频率。重要的是，AN3661通过影响AtCPSF73s使基因产生转录不及时终止但发生通读（read- through）现象，大量增加远端腺苷化位点的使用，且在3’末端显著变长区域靶向结合更多具有剪切功能的miRNA以间接调节靶基因的表达。以上表明AtCPSF73s在拟南芥共转录调控中有重要的作用。该抑制剂的应用为解决困惑我们多年的拟南芥必需基因没有可用纯合突变体的问题。同时，也指明对该抗疟疾药使用可能导致的环境问题需要谨慎处理，以避免对包括作物在内的生物毒性。

上图为在抗疟疾药AN3661作用下，拟南芥CPSF73被有效抑制，影响了相关转录本选择性多聚腺苷化位点选择，由此改变多个植物性状

研究团队

       我院博士生郝赛琦为本文的第一作者，本科生张力丹、研究生赵丹慧和周佳文、叶从庭副教授以及曲海东工程师均参与了该研究，李庆顺教授是该文章的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目以及厦门大学大学生创新创业训练计划项目的资助与支持。

       李庆顺教授团队长期从事植物多聚腺苷化及红树植物滨海环境适应性的分子机制研究，现拟招聘两名博士后加盟。他带领实验室在包括Trends in Plant Science、Proceedings of the National Academy of Sciences USA、Genome Research、Plant Cell等在内的国际期刊上发表论文130多篇。

       有意者请询招聘网页：https://postdoctor.xmu.edu.cn/info/1061/3425.htm