分岐点結合タンパク質、スプライシング因子1、植物の発達とストレス反応における遺伝子ファミリーの系統的特性

背景：真核生物の中で、代替スプライシングは、1つの同じ前駆体メッセンジャーRNAから複数の転写産物を生成できる重要なプロセスであり、トランスクリプトームとプロテオームの多様性を大幅に増加させます。このプロセスは、スプリソソームとして定義された超タンパク質複合体によって実行されます。具体的には、スプライシング因子1/分岐点結合タンパク質（SF1/BBP）は、初期のスプライセソームアセンブリ中に5 'および3'スプライス部位結合複合体を接続するイントリック分岐点配列（BPS）に結合できる単一のタンパク質です。このタンパク質の分子機能は、酵母、後生動物、哺乳類で広く調査されています。しかし、植物のカウンターパートはめったに報告されていません。 結果：この目的のために、植物系統を介したSF1​​遺伝子ファミリーの体系的な特性評価を実施しました。この作業では、59種の植物種から合計92のシーケンスが特定されました。これらの配列の系統発生関係が構築され、その後のバイオインフォマティック分析は、このファミリーが古代の遺伝子転位重複イベントに由来する可能性が高いことを示唆しました。ほとんどの植物種は、この遺伝子の単一のコピーを維持することが示されました。さらに、この遺伝子ファミリーのほとんどのメンバーには、動物や酵母のカウンターパートと比較して、追加のRNA結合モチーフ（RRM）が存在し、潜在的な役割が植物の系統に保存されていることを示しています。 結論：我々の分析は、このスプライシング因子ファミリーの遺伝子およびタンパク質構造の一般的な特徴を示し、植物のさらなる機能的研究の基本的な情報を提供します。

BACKGROUND: Among eukaryotic organisms, alternative splicing is an important process that can generate multiple transcripts from one same precursor messenger RNA, which greatly increase transcriptome and proteome diversity. This process is carried out by a super-protein complex defined as the spliceosome. Specifically, splicing factor 1/branchpoint binding protein (SF1/BBP) is a single protein that can bind to the intronic branchpoint sequence (BPS), connecting the 5' and 3' splice site binding complexes during early spliceosome assembly. The molecular function of this protein has been extensively investigated in yeast, metazoa and mammals. However, its counterpart in plants has been seldomly reported. RESULTS: To this end, we conducted a systematic characterization of the SF1 gene family across plant lineages. In this work, a total of 92 sequences from 59 plant species were identified. Phylogenetic relationships of these sequences were constructed, and subsequent bioinformatic analysis suggested that this family likely originated from an ancient gene transposition duplication event. Most plant species were shown to maintain a single copy of this gene. Furthermore, an additional RNA binding motif (RRM) existed in most members of this gene family in comparison to their animal and yeast counterparts, indicating that their potential role was preserved in the plant lineage. CONCLUSION: Our analysis presents general features of the gene and protein structure of this splicing factor family and will provide fundamental information for further functional studies in plants.