JBC ｜ 河南大学宋纯鹏课题组在植物端粒研究方面取得新进展

　　端粒是位于真核生物线性染色体末端的特殊核蛋白结构，在维持基因组稳定性中发挥着重要作用。端粒DNA由富含鸟苷酸的简单重复单元组成。脊椎动物中通常为TTAGGG重复，而大部分植物中多出一个T，为TTTAGGG【1】。近些年来，研究人员发现脊椎动物的端粒序列可以折叠形成G-四链体（G4）结构，并且在调节端粒功能中发挥着重要作用【2】。尽管端粒在植物生长、发育和环境适应中也非常重要【3】，但人们对于植物端粒DNA的结构知之甚少。

　　近日，河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室宋纯鹏教授课题组在Journal of Biological Chemistry发表了题为A comprehensive evaluation of a typical plant telomeric G-quadruplex (G4) DNA reveals the dynamics of G4 formation, rearrangement, and unfolding的研究论文。该研究利用单分子和其它生物物理技术，系统地研究了典型植物端粒G4的结构、折叠路径和解旋等重要性质。

　　该研究首先通过圆二色光谱（CD）和特异性抗体确定了典型植物G4结构的存在和拓扑结构。然后，利用微量热泳动（MST）定量了相关热力学参数。接着，利用单分子荧光共振能量转移技术（smFRET）分析得到了典型植物G4结构的中间状态和折叠路径。最后比较发现，该结构能够被AtRecQ2解旋酶打开，而不能被解旋酶AtRecQ3打开。

　　总之，该研究加深了人们对于植物端粒G4存在、拓扑结构、稳定性、中间状态、解旋和功能的理解。

　　Proposed folding pathways of pTG4

　　参考文献

　　1. Prochazkova Schrumpfova, P., Schorova, S., and Fajkus, J. (2016) Telomere- and Telomerase-Associated Proteins and Their Functions in the Plant Cell. Front. Plant Sci.7, 851

　　2. Bochman, M. L., Paeschke, K., and Zakian, V. A. (2012) DNA secondary structures: stability and function of G-quadruplex structures. Nat. Rev. Genet.13, 770-780

　　3. Prochazkova Schrumpfova, P., Fojtova, M., and Fajkus, J. (2019) Telomeres in Plants and Humans: Not So Different, Not So Similar. Cells 8, 58

　　论文链接：

　　https://www.jbc.org/content/early/2020/03/16/jbc.RA119.012383.abstract