2021年1月5日,《Genome Biology》(中科院大类1区,5年影响因子19.041)在线发表了必赢nn699net刘琳副教授为通讯作者题为“Widespread occurrence of microRNA-mediated target cleavage on membrane-bound polysomes”的研究论文。
植物Small RNA(sRNA)是一类长度为21 nt ~ 24 nt的小片段RNA,在植物的生长、发育、生殖以及逆境响应等过程中发挥重要的调控作用。植物sRNA的主要分为siRNA和miRNA两大类,其中siRNA中包含了一类相位siRNA,即phasiRNA,这类siRNA与植物生长、发育、抗病及育性等密切相关。目前已知植物miRNA和siRNA可通过转录和转录后基因沉默发挥其调控作用,但是关于它们亚细胞定位的研究甚少,限制了人们对于sRNA作用机制与功能的理解。
该研究以单子叶模式植物玉米和水稻为对象,通过对多聚核糖体(polysome)结合的sRNA和3' RNA切割片段进行高通量测序分析,发现miRNA及部分21/22-nt siRNA在膜结合多聚核糖体(membrane-bound polysome,MBP)的富集现象,表明MBP介导的富集作用是sRNA胞质内分配的一种保守机制;miRNA介导的靶基因切割广泛发生于MBP上,其中很大一部分切割事件是MBP上独有的,揭示了MBP在miRNA-靶基因互作中的独立调控功能;在生殖组织MBP上鉴定到了miR2118对21PHAS (21-nt phasiRNA-generating)前体以及miR2275对24PHAS (24-nt phasiRNA-generating)前体的高频切割作用,进一步产生的21-nt 和24-nt phasiRNA在胞质和多聚核糖体之间有明显的分区,其中21-nt phasiRNA富集于MBP上,而绝大多数24-nt phasiRNA则富集于胞质中,再次表明MBP在phasiRNA的生物合成和功能发挥中具有重要而广泛的调控作用。
该研究为sRNA的作用机制提供了新的见解,并加深了人们对内质网(ER)生物学功能的理解。
我校副研究员杨晓玉为本论文的第一作者,我校为本论文的第一单位,该研究得到了国家重点研发计划(2016YFD0101803)和广东省创新团队(2014ZT05S078)等项目的资助。