膜結合多聚核糖體在sRNA生物合成和功能發揮中的調控作用被揭示

2021-01-18 BioArt生物藝術

#BioArt植物#

責編 | 王一

植物small RNA（sRNA）是一類長度為21 nt ~ 24 nt的小片段RNA，在植物的生長、發育、生殖以及逆境響應等過程中發揮重要的調控作用。植物sRNA主要分為siRNA和miRNA兩大類，其中siRNA中包含了一類相位siRNA，即phasiRNA，這類siRNA與植物生長、發育、抗病及育性等密切相關。目前已知植物miRNA和siRNA可通過轉錄和轉錄後基因沉默發揮其調控作用，但是關於它們亞細胞定位的研究甚少，限制了人們對於sRNA作用機制與功能的理解。

近日，深圳大學生命與海洋科學學院劉琳副教授與加州大學河濱分校陳雪梅院士合作在Genome Biology（中科院大類1區，5年影響因子19.041）在線發表了題為Widespread occurrence of microRNA-mediated target cleavage on membrane-bound polysomes的研究論文，揭示了膜結合多聚核糖體（membrane-bound polysome, MBP）在sRNA生物合成和功能發揮中的重要調控作用。

該研究以單子葉模式植物玉米和水稻為對象，通過對多聚核糖體（polysome）結合的sRNA和3' RNA切割片段進行高通量測序分析，發現miRNA及部分21/22-nt siRNA在膜結合多聚核糖體（MBP）的富集現象，表明MBP介導的富集作用是sRNA胞質內分配的一種保守機制；miRNA介導的靶基因切割廣泛發生於MBP上，其中很大一部分切割事件是MBP上獨有的，揭示了MBP在miRNA-靶基因互作中的獨立調控功能；在生殖組織MBP上鑑定到了miR2118對21PHAS（21-nt phasiRNA-generating）前體以及miR2275對24PHAS（24-nt phasiRNA-generating）前體的高頻切割作用，進一步產生的21-nt 和24-nt phasiRNA在胞質和多聚核糖體之間有明顯的分區，其中21-nt phasiRNA富集於MBP上，而絕大多數24-nt phasiRNA則富集於胞質中，再次表明MBP在phasiRNA的生物合成和功能發揮中具有重要而廣泛的調控作用。該研究為sRNA的作用機制提供了新的見解，並加深了人們對內質網（ER）生物學功能的理解。

深圳大學副研究員楊曉玉為本論文的第一作者，劉琳副教授與加州大學河濱分校陳雪梅院士為該論文的通訊作者。深圳大學為該論文的第一單位。該研究得到了國家重點研發計劃和廣東省創新團隊等項目的資助。

論文連結：

https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-020-02242-6

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