发现植物microRNA合成关键步骤的协调机制(2020.7.25 植物科学SCI)
2020-08-09
多细胞生物利用基因沉默(gene silencing)作为一种手段调控基因表达和基因组稳定性。Small RNA与ARGONATUE(AGO)蛋白在基因沉默中发挥着重要作用。在植物中,small RNAs的两大类主要是miRNAs和siRNAs。miRNA主要由21-22个nt核苷酸组成,通过mRNA的切割和翻译抑制来调节靶基因的表达。
植物miRNA的生物合成被分为多步,MIR基因被Pol II转录成pri-miRNAs,被DCL1-HYL1-SE复合体加工为pre-miRNA,形成miRNA-miRNA*duplexes。经HEN1在3端的甲基化,miRISCs复合体(AGO1相关复合体)加工完成后出核,进而被运输到细胞质。
与多细胞动物不同,植物中的microRNAs(miRNAs)是在细胞核内逐步产生的。miRNAs的产生的主要步骤是如何协调的,很大程度上还未可知。2020年7月20日,美国加州大学陈雪梅团队在Nature Plants杂志上发表了题为“Linking key steps of microRNA biogenesis by TREX-2 and the nuclear pore complex in Arabidopsis”的研究论文。研究发现植物TREX-2复合物能够促进miRNA生物发生的多个过程,包括转录、加工和出核。
研究发现TREX-2复合体的核心亚基THP1和SAC3A与RNA聚合酶II相互作用并共定位,促进核质MIR基因的转录。TREX-2与SERRATE(microprocessor component)相互作用,并促进核质中剪切体的形成。此外,研究还发现THP1也与核孔蛋白中NUP1在核膜上相互作用并共定位。NUP1和THP1促进miRNAs和ARGONAUTE1的核输出。这些结果表明,TREX-2协调miRNA生物合成中转录、加工过程以及核输出的关键过程,以确保高效的产生miRNA。
綜上所述,研究表明拟南芥TREX-2协调miRNA生物合成的转录和加工以及核输出相关。本研究更深一步地解析了植物miRNA生物合成的关键步骤是如何协调工作的。