發(fā)現(xiàn)植物microRNA合成關(guān)鍵步驟的協(xié)調(diào)機(jī)制（2020.7.25 植物科學(xué)SCI）

多細(xì)胞生物利用基因沉默（gene silencing）作為一種手段調(diào)控基因表達(dá)和基因組穩(wěn)定性。Small RNA與ARGONATUE（AGO）蛋白在基因沉默中發(fā)揮著重要作用。在植物中，small RNAs的兩大類主要是miRNAs和siRNAs。miRNA主要由21-22個(gè)nt核苷酸組成，通過(guò)mRNA的切割和翻譯抑制來(lái)調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)。

植物miRNA的生物合成被分為多步，MIR基因被Pol II轉(zhuǎn)錄成pri-miRNAs，被DCL1-HYL1-SE復(fù)合體加工為pre-miRNA，形成miRNA-miRNA*duplexes。經(jīng)HEN1在3端的甲基化，miRISCs復(fù)合體（AGO1相關(guān)復(fù)合體）加工完成后出核，進(jìn)而被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)。

與多細(xì)胞動(dòng)物不同，植物中的microRNAs（miRNAs）是在細(xì)胞核內(nèi)逐步產(chǎn)生的。miRNAs的產(chǎn)生的主要步驟是如何協(xié)調(diào)的，很大程度上還未可知。2020年7月20日，美國(guó)加州大學(xué)陳雪梅團(tuán)隊(duì)在Nature Plants雜志上發(fā)表了題為“Linking key steps of microRNA biogenesis by TREX-2 and the nuclear pore complex in Arabidopsis”的研究論文。研究發(fā)現(xiàn)植物TREX-2復(fù)合物能夠促進(jìn)miRNA生物發(fā)生的多個(gè)過(guò)程，包括轉(zhuǎn)錄、加工和出核。

研究發(fā)現(xiàn)TREX-2復(fù)合體的核心亞基THP1和SAC3A與RNA聚合酶II相互作用并共定位，促進(jìn)核質(zhì)MIR基因的轉(zhuǎn)錄。TREX-2與SERRATE（microprocessor component）相互作用，并促進(jìn)核質(zhì)中剪切體的形成。此外，研究還發(fā)現(xiàn)THP1也與核孔蛋白中NUP1在核膜上相互作用并共定位。NUP1和THP1促進(jìn)miRNAs和ARGONAUTE1的核輸出。這些結(jié)果表明，TREX-2協(xié)調(diào)miRNA生物合成中轉(zhuǎn)錄、加工過(guò)程以及核輸出的關(guān)鍵過(guò)程，以確保高效的產(chǎn)生miRNA。

綜上所述，研究表明擬南芥TREX-2協(xié)調(diào)miRNA生物合成的轉(zhuǎn)錄和加工以及核輸出相關(guān)。本研究更深一步地解析了植物miRNA生物合成的關(guān)鍵步驟是如何協(xié)調(diào)工作的。