植物经常受到各种环境波动的影响，从环境温度的变化到病原体的感染。为了应对这些压力，植物细胞触发了复杂的基因表达重编程，不仅改变了生长发育，还引发了防御机制。植物应激反应涉及多个水平的基因调控。其中包括转录调控，它决定哪些基因被激活；转录后调控，其控制mRNA是否进行选择性剪接；翻译调控，其控制mRNA何时被翻译成蛋白质；以及翻译后调节，其控制这些蛋白质是否遭受影响其活性的额外修饰。因此，协调基因表达的不同分子水平的相互作用对植物发育至关重要。先前的研究证实，在拟南芥植物中，PRMT5甲基转移酶蛋白使参与选择性剪接调控的蛋白质的精氨酸残基甲基化。然而，这种修饰对RNA加工调控的影响在很大程度上是未知的。

2024年3月22日，The Plant Cell杂志在线发表了比勒费尔德大学的一篇题为“ Arginine methylation of SM-LIKE PROTEIN 4 antagonistically affects alternative splicing during Arabidopsis stress responses”的研究论文。该研究使用剪接体成分SM样蛋白4（LSM4）作为范例来研究精氨酸甲基化在RNA加工中的作用。并发现LSM4调节一系列体内靶标的选择性剪接（AS）。LSM4甲基化影响AS，尤其是与应激反应相关的基因。

LSM4和PRMT5突变体显示出AS改变的基因有相当大的重叠，这增加了这些基因的剪接可能受到PRMT5依赖性LSM4甲基化的调节的可能性。LSM4的缺失会导致大量的错误剪接，但其甲基化在正常生长下的剪接中作用有限。另一方面，LSM4甲基化对与应激相关的环境条件做出反应，在生物和非生物条件下都表现出拮抗反应。事实证明，LSM4甲基化可以影响选择性剪接，特别是参与应激反应的基因。

图1:LSM4和PRMT5控制一组重叠的pre-mRNA剪接事件

野生型LSM4和不可甲基化的LSM4是LSM4 -1突变体的补充，这表明甲基化对正常环境下的生长并不重要。然而，LSM4甲基化随着脱落酸的增加而增加，并且是植物在非生物胁迫下生长所必需的。

图4：LSM4甲基化调节植物免疫

细菌感染降低了LSM4的甲基化，并且表达不可甲基化的LSM4的植物比表达野生型LSM4的植株对假单胞菌的抗性更强。这种耐受性与感染后免疫反应基因内含子保留减少有关，影响与植物免疫相关的基因剪接以增强抗性。相反，盐度增加了LSM4甲基化，这对参与非生物胁迫反应的基因的正确剪接至关重要。综上所述，这为R -甲基化在生物和非生物胁迫下以拮抗方式调节LSM4对pre-mRNA剪接的功能提供了直接证据.

图6: LSM4甲基化在应激反应调节中作用的拟议模型

文章来源：植物生物技术Pbj