清華戚益軍Plant Cell發表miRNA成果

來自清華大學的研究人員在新研究中證實，在擬南芥中TRN1通過促進miRNAs 與AGO1的結合而正向調節miRNA的活性，並且揭示了兩個輸入蛋白家族β蛋白在miRNA裝載中的對立作用。這一研究發現發表在9月23日的《Plant Cell》雜誌上。

本文通訊作者戚益軍博士是清華大學生命科學學院教授、長江學者、國家傑出青年基金獲得者，在RNA干涉方面的研究居國際領先水平。近年的研究在國際頂級雜誌CELL/Nature/Mol Cell/Gen&Dev/Plant Cell等發表多篇研究論文。

戚益軍博士

MicroRNA（miRNA）是一類21到24個核苷酸的小RNA（sRNAs），在真核生物中調節著各種各樣的生物學過程。通過與靶mRNAs鹼基配對，miRNAs介導mRNA斷裂，促進mRNA降解和/或轉錄抑制，從而下調它們的表達。在擬南芥中，miRNA位點被RNA聚合酶II（Pol II）轉錄成初級miRNA轉錄本（pri-miRNAs），這通過DICER-LIKE1（DCL1）被共轉錄成miRNA/miRNA雙鏈體。在加工之後，miRNA/miRNA雙鏈體被主要裝載入ARGONAUTE1 (AGO1)。MiRNA雙鏈體的隨從鏈被選擇性地置換，而引導鏈則仍與AGO1連接，以形成miRNA-誘導的沉默複合體（miRISC）的核心。在鹼基互補的引導下，miRISC被引導到其靶mRNA，從而導致mRNA裂斷或轉錄抑制。

越來越多的證據表明，5』核苷酸的身份和sRNA雙鏈體的結構，以及來自上游生物合成機器的尚未確定的信號，共同引導sRNAs到AGOs的特異性運載。5』尿苷對於將大量miRNAs分揀到AGO1起著主要作用，而miRNA/miRNA雙鏈體結構也有助於一些miRNAs向AGO1或AGO2的裝載，AGO1或AGO2的PIWI結構域內的某些基序，似乎對於該結構的識別至關重要。

最近有研究顯示，一個新的輔助因子參與了miRNA裝載。採用煙草的研究發現，分子伴侶HSP90可促進miRNA是到AGO1的裝載。該研究小組此前確定了一個輸入蛋白β家族蛋白——EMA1，作為miRNA活性的一個正向調節因子。EMA1並不參與miRNA和AGO1的積聚或核/質分布，但是卻正向調節miRNA到AGO1的運載。在擬南芥中，輸入蛋白β家族包括17個成員。根據運輸方向，輸入蛋白β家族成員被分類為輸入蛋白和輸出蛋白。

在這項研究中，通過EMA1的一個抑制篩選，該研究小組將另一個輸入蛋白β蛋白——TRANSPORTIN1 (TRN1)確定為miRNA通路中的一個調節組分。TRN1的突變並不會降低miRNA的積累，但是它卻影響了miRNA的活性。研究人員發現，TRN1與AGO1相互作用。TRN1的貨物識別所必需的這三個保守的殘基如果發生突變，則可降低其與AGO1的相互作用，並損害其在調控miRNA活性中的功能。有趣的是，TRN1功能障礙並沒有改變miRNAs和AGO1的細胞質-細胞核分布，但是卻降低了與AGO1相關的miRNAs的數量。這些結果表明，TRN1可通過促進miRNAs與AGO1的結合而正向調節miRNA活性，並且還揭示了兩個輸入蛋白β家族蛋白在miRNA裝載中的對立作用。

來源：生物通

推薦原文摘要：TRANSPORTIN1 Promotes the Association of MicroRNA with ARGONAUTE1 in ArabidopsisAbstract：In Arabidopsis thaliana, microRNAs (miRNAs) are mainly loaded into ARGONAUTE1 (AGO1) to post-transc riptionally regulate gene ex pression. We previously found that ENHANCED MiRNA ACTIVITY1 (EMA1), an importin β family protein, negatively regulates miRNA loading into AGO1. In this study, through a suppressor screening of ema1, we identified another importin β protein, TRANSPORTIN1 (TRN1), as a regulatory component in the miRNA pathway. Mutation of TRN1 did not reduce miRNA accumulation, but it impaired miRNA activity. We found that TRN1 interacted with AGO1. Mutation of the three conserved residues required for cargo recognition of TRN1 reduced its interaction with AGO1 and compromised its function in regulating miRNA activity. Intriguingly, TRN1 dysfunction did not change the cytoplasmic-nuclear distribution of miRNAs and AGO1 but reduced the amount of miRNAs associated with AGO1. These results indicate that TRN1 positively regulates miRNA activity by promoting the association of miRNAs with AGO1, and they reveal opposing roles of two importin β family proteins in miRNA loading.

個人簡介：

戚益軍博士，浙江諸暨人，清華大學生命科學學院教授，主要從事RNA干涉方面的研究，曾在國際頂級雜誌CELL/Nature/Mol Cell/Gen&Dev/Plant Cell等發表多篇研究論文。

教育經歷

1998-2001

1995-1998

浙江大學生物技術研究所，博士

原浙江農業大學生物技術研究所，碩士

1991-1995

南京農業大學植物保護系，本科

工作經歷

2011-現在 清華大學生命科學學院，教授

2010-2011

北京生命科學研究所，高級研究員

2006-2010

北京生命科學研究所，研究員

2004-2006

美國冷泉港實驗室，博士後

2001-2004

美國俄亥俄州立大學，博士後

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