高温による光合成の低下メカニズムを相分離で解明(Xiaofeng Fang’s team reveals mechanism of heat-induced photosynthesis decline via phase separation)

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2025-04-03 清華大学

清華大学生命科学部の方暁峰博士の研究チームは『Nature Communications』誌で、熱ストレス下での光合成低下の分子メカニズムを明らかにする研究成果を発表しました。この研究では、葉緑体に局在するMORF8タンパク質が高温条件下で固体状の凝集体を形成し、RNA編集因子であるPPRタンパク質を取り込むことで、RNA編集を阻害し、光合成効率を低下させることが示されました。さらに、MORF8のホモログがイネやダイズでも同様の凝集を示すことから、このメカニズムが被子植物全体で保存されている可能性が示唆されました。この成果は、熱耐性作物の開発に向けた新たな分子標的を提供するものです。

<関連情報>

シロイヌナズナの熱ストレス下におけるMORF8のRNA編集を阻害する固体状縮重 Solid-like condensation of MORF8 inhibits RNA editing under heat stress in Arabidopsis

Jie Wu,Yue Wang,Haodong Chen,Tongda Xu,Wenqiang Yang & Xiaofeng Fang
Nature Communications  Published:21 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-58146-1

高温による光合成の低下メカニズムを相分離で解明(Xiaofeng Fang’s team reveals mechanism of heat-induced photosynthesis decline via phase separation)

Abstract

Heat stress inhibits photosynthesis efficiency, thereby suppressing plant growth and crop yield. However, the mechanism underlying this inhibition is not fully understood. Here, we report that the multiple organellar RNA-editing factor 8 (MORF8) forms condensates with solid-like properties in chloroplasts upon heat stress. In vitro data show that the MORF8 condensation is intrinsically heat-dependent and primarily determined by its IDR (intrinsically disordered region). Purification and characterization of MORF8 condensates show that numerous editing factors including PPR proteins and MORFs are partitioned. We provide both genetic and biochemical evidence that MORF8 condensation inhibits chloroplast RNA editing. In agreement, we find that both heat stress and MORF8 condensation lead to reduced editing of RNAs encoding NADH dehydrogenase-like (NDH) complex and impaired NDH activity and photosynthesis efficiency. These findings uncover MORF8 as a putative chloroplastic thermosensor that mediates photosynthesis inhibition by heat and highlight the functional significance of solid material properties of biomolecular condensates.

生物工学一般
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