來自清華大學(xué)的研究人員在新研究中證實(shí)，在擬南芥中TRN1通過促進(jìn)miRNAs 與AGO1的結(jié)合而正向調(diào)節(jié)miRNA的活性，并且揭示了兩個(gè)輸入蛋白家族β蛋白在miRNA裝載中的對(duì)立作用。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在9月23日的《Plant Cell》雜志上。

本文通訊作者戚益軍博士是清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、長江學(xué)者、國家杰出青年基金獲得者，在RNA干涉方面的研究居國際領(lǐng)先水平。近年的研究在國際頂級(jí)雜志CELL/Nature/Mol Cell/Gen&Dev/Plant Cell等發(fā)表多篇研究論文。

MicroRNA（miRNA）是一類21到24個(gè)核苷酸的小RNA（sRNAs），在真核生物中調(diào)節(jié)著各種各樣的生物學(xué)過程。通過與靶mRNAs堿基配對(duì)，miRNAs介導(dǎo)mRNA斷裂，促進(jìn)mRNA降解和/或轉(zhuǎn)錄抑制，從而下調(diào)它們的表達(dá)。在擬南芥中，miRNA位點(diǎn)被RNA聚合酶II（Pol II）轉(zhuǎn)錄成初級(jí)miRNA轉(zhuǎn)錄本（pri-miRNAs），這通過DICER-LIKE1（DCL1）被共轉(zhuǎn)錄成miRNA/miRNA雙鏈體。在加工之后，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(dǎo)鏈則仍與AGO1連接，以形成miRNA-誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（miRISC）的核心。在堿基互補(bǔ)的引導(dǎo)下，miRISC被引導(dǎo)到其靶mRNA，從而導(dǎo)致mRNA裂斷或轉(zhuǎn)錄抑制。

越來越多的證據(jù)表明，5’核苷酸的身份和sRNA雙鏈體的結(jié)構(gòu)，以及來自上游生物合成機(jī)器的尚未確定的信號(hào)，共同引導(dǎo)sRNAs到AGOs的特異性運(yùn)載。5’尿苷對(duì)于將大量miRNAs分揀到AGO1起著主要作用，而miRNA/miRNA雙鏈體結(jié)構(gòu)也有助于一些miRNAs向AGO1或AGO2的裝載，AGO1或AGO2的PIWI結(jié)構(gòu)域內(nèi)的某些基序，似乎對(duì)于該結(jié)構(gòu)的識(shí)別至關(guān)重要。

最近有研究顯示，一個(gè)新的輔助因子參與了miRNA裝載。采用煙草的研究發(fā)現(xiàn)，分子伴侶HSP90可促進(jìn)miRNA是到AGO1的裝載。該研究小組此前確定了一個(gè)輸入蛋白β家族蛋白——EMA1，作為miRNA活性的一個(gè)正向調(diào)節(jié)因子。EMA1并不參與miRNA和AGO1的積聚或核/質(zhì)分布，但是卻正向調(diào)節(jié)miRNA到AGO1的運(yùn)載。在擬南芥中，輸入蛋白β家族包括17個(gè)成員。根據(jù)運(yùn)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(xiàng)研究中，通過EMA1的一個(gè)抑制篩選，該研究小組將另一個(gè)輸入蛋白β蛋白——TRANSPORTIN1 (TRN1)確定為miRNA通路中的一個(gè)調(diào)節(jié)組分。TRN1的突變并不會(huì)降低miRNA的積累，但是它卻影響了miRNA的活性。研究人員發(fā)現(xiàn)，TRN1與AGO1相互作用。TRN1的貨物識(shí)別所必需的這三個(gè)保守的殘基如果發(fā)生突變，則可降低其與AGO1的相互作用，并損害其在調(diào)控miRNA活性中的功能。有趣的是，TRN1功能障礙并沒有改變miRNAs和AGO1的細(xì)胞質(zhì)-細(xì)胞核分布，但是卻降低了與AGO1相關(guān)的miRNAs的數(shù)量。這些結(jié)果表明，TRN1可通過促進(jìn)miRNAs與AGO1的結(jié)合而正向調(diào)節(jié)miRNA活性，并且還揭示了兩個(gè)輸入蛋白β家族蛋白在miRNA裝載中的對(duì)立作用。