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水稻microRNA的效應復合體和靶標

2009年11月10日，北京生命科學研究所戚益軍實驗室在The Plant Cell雜志在線發(fā)表題為“水稻microRNA的效應復合體和靶標”的研究論文。該論文報道了水稻中microRNA （miRNA）效應復合體的生化特性，并在基因組水平系統(tǒng)分析了受miRNA調(diào)控的靶標基因。

miRNAs是一類在真核生物中廣泛存在的，可以調(diào)控靶標基因表達的非編碼RNAs。miRNAs通過與Argonaute蛋白結(jié)合后形成基因沉默效應復合體，切割靶標mRNA或抑制其翻譯。水稻（Orzya_sativa）編碼四個Argonaute1同源基因（AGO1a, AGO1b, AGO1c, and AGO1d）。戚益軍實驗室利用RNAi方法同時敲除了水稻的四個AGO1基因，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株具有復雜的發(fā)育表型，并且許多miRNAs的靶標基因表達量上升。作者純化了其中三個AGO1復合體，AGO1a，AGO1b，和AGO1c。研究發(fā)現(xiàn)這三個AGO1蛋白都具有切割mRNA的活性，并且它們都對U 起始的小分子RNA具有偏好性。作者進一步克隆了與AGO1結(jié)合的小分子RNAs并進行高通量測序，發(fā)現(xiàn)AGO1s主要結(jié)合已知的miRNAs，而且大部分miRNAs均勻地分配到每一個AGO1中，表明這些AGO1s具有功能上的冗余性。同時，該研究還發(fā)現(xiàn)了一部分miRNAs只進入其中某一個或某兩個AGO1蛋白，說明這些AGO1s在功能上也具有一定的特異性。本研究還對水稻MiRNAs的標靶基因進行了全基因組水平的分析和驗證，發(fā)現(xiàn)這些目標靶基因編碼包括參與重要發(fā)育的轉(zhuǎn)錄因子和參與其它各種生理過程的蛋白，揭示了miRNAs在水稻生長發(fā)育過程中發(fā)揮著非常重要而廣泛的作用。

北京生命科學研究所博士研究生武亮，技術(shù)員張青青和周環(huán)宇為該文章的共同*作者，論文的其他作者還有倪方銳和鄔雪影。戚益軍博士為本文的通訊作者。此項研究為科技部863計劃和北京市科委資助課題，在北京生命科學研究所完成。