FluorCam 叶绿素荧光成像国内用户应用案例

FluorCam叶绿素荧光成像国内用户应用案例

——【清华大学】：酶促进同一模板链上的转录和复制冲突从而导致DNA损伤

DNA复制和RNA转录的基于相同的基因组模板，因此会出现基因转录的方向与复制叉的方向相对的情况，即转录-复制冲突（TRCs），TRCs会诱导形成R-loops并引起基因组不稳定，类似的现象也发生在植物中。

此前，清华大学孙前文研究员实验室发表在The Plant Cell（2017）的研究发现，定位于叶绿体AtRNH1C蛋白可以与AtGyrases互作，消除TRCs和R-loops，从而维持基因组稳定性，atrnh1c突变体则出现R-Loops过量积累，从而导致叶绿体DNA断裂和植物叶片发黄、矮小等生长缺陷。其中叶绿素荧光成像实验结果为在易科泰生态技术公司Eco-lab实验室合作完成。（相关阅读：核糖核酸酶H与DNA解旋酶协作以限制拟南芥叶绿体R环水平并且维持基因组稳定性）

2024年清华大学生命学院孙前文研究员实验室在该研究领域又获突破，在Nature Communications杂志上发表了题为 “Primase promotes the competition between transcription and replication on the same template strand resulting in DNA damage"的论文，揭示了叶绿体中TRCs导致DNA损伤的分子机制。其中，依旧使用了FluorCam叶绿素荧光成像进行了突变体光合表型鉴定的工作：

l 引物酶ATH通过促进TRCs，加剧R-loop积累和DNA损伤

研究中对atrnh1c进行EMS诱变筛选出多个突变体，利用Fluorcam叶绿素荧光成像等技术对他们进行了表型鉴定，其中acs1（atrnh1c抑制突变体）的Fv/Fm相比atrnh1c明显升高。其他方法的鉴定结果共同说明了acs1恢复了拟南芥的基因稳定性。

l 质体DNA聚合酶Pol1A的突变也能类似地挽救atrh1c突变体的缺陷

叶绿体基因组的复制需要两种DNA聚合酶的参与，即Pol1A和Pol1B。先前的研究表明，Pol1B不仅参与复制过程，还具有DNA修复功能。Fluorcam成像等鉴定结果表明，Pol1B和atrnh1c的双突变体（1cpol1b）表现出比atrnh1c更严重的叶绿体基因组退化和生长缺陷。Pol1A和atrnh1c的双突变体（1cpol1a），与atrnh1c相比，生长缺陷、光合效率Fv/Fm、叶绿素含量以及每细胞叶绿体数量部分恢复PolIA功能缺失可减少TRCs，维持基因组稳定性。

易科泰Ecolab实验室拥有FluorCam叶绿素荧光成像/多光谱荧光成像系统、FluorTron多功能高光谱成像系统、FluorTron光合表型成像系统等众多仪器设备，真诚欢迎各位老师来进行实验技术交换和学术合作。