La esterilidad masculina génica termosensible 5 (tms5) es una línea de esterilidad masculina génica termosensible (TGMS) ampliamente utilizada para la producción de arroz híbrido de dos líneas.
Por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
La temperatura crítica inductora de esterilidad (CSIT) actúa como un umbral clave de las líneas TGMS. Sin embargo, existen algunos informes sobre el mecanismo regulador que controla la CSIT.
En un estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , el equipo de Cao Xiaofeng del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de Ciencias, junto con el equipo de Yang Yuanzhu de Yuan Longping High-tech Agriculture Co., Ltd., informaron que el control de calidad asociado al ribosoma 2 (Rqc2) regula la CSIT en las líneas tms5 a través de su actividad de modificación de alanina y treonina C-terminal (CATylation).
Mediante el análisis de una población mutagenizada con metanosulfonato de etilo de la línea de arroz Zhu1S, una línea TGMS basada en tms5 clásica ampliamente utilizada con baja CSIT (~23℃), los investigadores identificaron un supresor sot4 y clonaron su gen candidato OsRqc2. El análisis funcional mostró que los productos que bloquean la traducción en las plantas están sujetos a CATilación por OsRqc2. Los residuos de aminoácidos en las colas C-terminales producidos por OsRqc2 son principalmente Ala, junto con Ser, Thr, Ile y otros.
También descubrieron que la mutación T552I de OsRqc2 en sot4 altera la composición de las colas C-terminales, lo que resulta en una disminución de la tasa de CATilación. Por lo tanto, el nivel de ARNt maduro-Ser/Ile es rescatado por OsRqc2 T552I, aumentando el CSIT de las líneas tms5.
En resumen, este estudio presenta el siguiente modelo: Durante la evolución de los organismos unicelulares y multicelulares, el Rqc2 de tipo «Thr», en comparación con el de tipo «Ile», puede unirse a una gama más amplia de ARNt, lo que permite un proceso de CATilación más eficiente que ayuda a mantener la homeostasis de las proteínas.
Como resultado, este rasgo se ha mantenido por selección natural . En el supresor tms5 osrqc2-1, la mutación T552I en OsRqc2 provoca un cambio del tipo «Thr» al tipo «Ile», lo que reduce su capacidad de unirse al ARNt-Ser/Ile. El ARNt no unido «escapa» de la vía RQC, lo que lleva a la restauración de los niveles de ARNt maduro, lo que a su vez aumenta la temperatura de transición de fertilidad de la mutación tms5.
Por lo tanto, este estudio no solo proporciona un ejemplo genético convincente que subraya la importancia biológica de la selección evolutiva de ARNt para la CATilación, particularmente en un rasgo importante desde el punto de vista agrícola, sino que también ofrece una nueva perspectiva sobre cómo la ingeniería de la actividad de CATilación de OsRqc2 podría ayudar a reducir la CSIT de las líneas TGMS basadas en tms5.
Más información: Can Zhou et al, La selectividad del ARNt durante el control de calidad asociado a los ribosomas regula la temperatura crítica inductora de esterilidad en el arroz híbrido de dos líneas, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2417526122
