Abstract Uridylation is a widespread modification destabilizing eukaryotic mRNAs. Yet, molecular mechanisms underlying TUTase-mediated mRNA degradation remain mostly unresolved. Here, we report that the Arabidopsis TUTase URT1 participates in a molecular network connecting several translational repressors/decapping activators. URT1 directly interacts with DECAPPING 5 (DCP5), the Arabidopsis ortholog of human LSM14 and yeast Scd6, and this interaction connects URT1 to additional decay factors like DDX6/Dhh1-like RNA helicases. Nanopore direct RNA sequencing reveals a global role of URT1 in shaping poly(A) tail length, notably by preventing the accumulation of excessively deadenylated mRNAs. Based on in vitro and in planta data, we propose a model that explains how URT1 could reduce the accumulation of oligo(A)-tailed mRNAs both by favoring their degradation and because 3’ terminal uridines intrinsically hinder deadenylation. Importantly, preventing the accumulation of excessively deadenylated mRNAs avoids the biogenesis of illegitimate siRNAs that silence endogenous mRNAs and perturb Arabidopsis growth and development.

ABSTRACT Plants have evolved sophisticated DNA repair mechanisms to cope with the deleterious effects of UV-induced DNA damage. Indeed, DNA repair pathways cooperate with epigenetic-related processes to efficiently maintain genome integrity. However, it remains to be deciphered how photodamages are recognized within different chromatin landscapes, especially in compacted genomic regions such as constitutive heterochromatin. We combined cytogenetics and epigenomics to identify that UV-C irradiation induces modulation of the main epigenetic mark found in constitutive heterochromatin, H3K9me2. We demonstrated that the histone demethylase, Jumonji27 (JMJ27), is responsible for the UV-induced reduction of H3K9me2 content at chromocenters. In addition, we identified that JMJ27 forms a complex with the photodamage recognition factor, DNA Damage Binding protein 2 (DDB2), and that the fine tuning of H3K9me2 contents orchestrates DDB2 dynamics on chromatin in response to UV-C exposure. Hence, this study uncovers the existence of an interplay between photodamage repair and H3K9me2 homeostasis.

Over the course of evolution, land plant mitochondrial genomes have lost many transfer RNA (tRNA) genes and the import of nucleus-encoded tRNAs is essential for mitochondrial protein synthesis. By contrast, plastidial genomes of photosynthetic land plants generally possess a complete set of tRNA genes and the existence of plastidial tRNA import remains a long-standing question. The early vascular plants of the Selaginella genus show an extensive loss of plastidial tRNA genes while retaining photosynthetic capacity, and represent an ideal model for answering this question. Using purification, northern blot hybridization, and high-throughput tRNA sequencing, a global analysis of total and plastidial tRNA populations was undertaken in Selaginella kraussiana. We confirmed the expression of all plastidial tRNA genes and, conversely, observed that nucleus-encoded tRNAs corresponding to these plastidial tRNAs were generally excluded from the chloroplasts. We then demonstrated a selective and differential plastidial import of around forty nucleus-encoded tRNA species, likely compensating for the insufficient coding capacity of plastidial-encoded tRNAs. In-depth analysis revealed differential import of tRNA isodecoders, leading to the identification of specific situations. This includes the expression and import of nucleus-encoded tRNAs expressed from plastidial or bacterial-like genes inserted into the nuclear genome. Overall, our results confirm the existence of molecular processes that enable tRNAs to be selectively imported not only into mitochondria, as previously described, but also into chloroplasts, when necessary.