植物的miRNA通过与Argonaute 1蛋白 (AGO1)结合介导转录后的基因沉默(PTGS),参与多种重要生物过程的调控。虽然AGO1 在植物体内主要与miRNA结合, 它也能结合内源的small interfering RNAs (siRNAs)。植物体内miRNA/siRNA的相对比例是否会影响miRNA的生物学活性尚不清楚。
2019年9月27日,Nature Communication 在线发表了必赢nn699net莫蓓莘课题组研究论文,题为“FIERY1 promotes microRNA accumulation by suppressing rRNA-derived small interfering RNAs in Arabidopsis”的论文。
该研究通过正向遗传学筛选获得了一个miRNA积累显著降低的突变体fry1,进一步的研究发现该突变体中参与RNA 5’-3’ 降解的基因FIERY1 (FRY1),通过抑制来源于核糖体RNA的siRNA(risiRNAs)的生物合成从而调控miRNA的丰度。在FRY1 以及5’-3核酸外切酶基因XRN2 和 XRN3突变体中,有大量的21-nt risiRNAs通过siRNA生物合成途径产生。在这些突变体中,risiRNAs的产生依赖PTGS途径并且伴随着rRNA前体(pre-rRNA)的加工缺陷。该研究还发现突变体中这些大量产生的risiRNAs能够与miRNA竞争结合AGO1/AGO2蛋白,导致装载到AGO1/AGO2蛋白中miRNA的量显著减少。采用遗传学手段将fry1与risiRNA生成通路突变体材料杂交移除部分risiRNA,可以使fry1突变体的表型得到部分恢复,同时miRNA的丰度也相应升高。该研究首次揭示了核糖体RNA加工与miRNA积累之间的关联机制,同时丰富了当前miRNA和siRNA之间存在的互话(crosstalk)机制。
我校博士后尤辰江为论文的第一作者,莫蓓莘教授和崔洁博士为该论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、广东省创新团队项目的资助。
原文链接:https://rdcu.be/bR122