我學者在植物miRNA合成調(diào)控領域取得重要成果
科技日報青島7月13日電（記者王建高 通訊員李勝軍 劉佳）近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所李勝軍研究組與中科院遺傳發(fā)育所李云海研究組、內(nèi)布拉斯加大學于彬實驗室合作，利用生物化學、分子生物學和遺傳學的手段，鑒定了SMA1調(diào)控miRNA合成的重要功能。 該研究首次揭示了SMA1基因調(diào)控miRNA合成的新功能，也將為利用生物技術的手段改善農(nóng)藝性狀提供理論基礎。該研究成果于2018年6月30日在線發(fā)表在Nucleic Acids Research，并獲得中科院率先行動“百人計劃”的支持。
該研究分離了一個發(fā)生點突變的sma1突變體，導致植株矮小、花和葉片等器官變小，進一步研究揭示SMA1在miRNA合成的多個層面發(fā)揮功能：調(diào)控RNA聚合酶II介導的pri-miRNA轉錄；與DCL1加工復合體互作影響pri-miRNA的加工；調(diào)控DCL1pre-mRNA內(nèi)含子的剪切，進而影響DCL1蛋白的表達水平。SMA1基因編碼一個DEAD-box結構域蛋白，在真核生物中高度保守。其同源基因Prp28在酵母、動物中調(diào)控mRNA前體（pre-mRNA）內(nèi)含子的剪切。由于在植物中SMA1功能缺失導致胚胎致死，該基因在植物中的功能一直未見報道。
在不同的生長發(fā)育階段和受到外界生物、非生物脅迫時，生物體需要精細地調(diào)控基因的表達水平。近年來，microRNA (miRNA)在基因精細調(diào)控中的作用越來越被重視。miRNA在真核生物中普遍存在，是21-24個核苷酸的非編碼小RNA分子,通過負調(diào)控mRNA靶基因的轉錄后表達水平影響動植物的生長發(fā)育和疾病發(fā)生等多種生物學過程。在植物中，miRNA參與調(diào)控器官的形態(tài)建成、生長發(fā)育、種子大小和生物產(chǎn)量、以及抵御外界生物（如病、蟲等）和非生物（如干旱、溫度、鹽堿、貧瘠等）脅迫。研究調(diào)控miRNA合成代謝的分子機制，對于改善農(nóng)作物以及能源植物的產(chǎn)量品質和環(huán)境適應性具有非常重要的生物學意義。 然而植物miRNA是如何產(chǎn)生的，以及在不同的環(huán)境條件下如何精細調(diào)控基因的表達水平并不十分清楚。近年來，調(diào)控miRNA合成的研究已成為小RNA領域的一個研究熱點，許多重要的調(diào)控因子相繼得以鑒定。miRNA首先由MIR基因利用RNA聚合酶2轉錄成pri-miRNA，然后通過DCL1復合體進一步加工為成熟的miRNA分子，從而調(diào)控目標基因的表達水平。
