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水稻microRNA的效應(yīng)復(fù)合體和靶標(biāo)

2009年11月10日，北京生命科學(xué)研究所戚益軍實(shí)驗(yàn)室在The Plant Cell雜志在線發(fā)表題為“水稻microRNA的效應(yīng)復(fù)合體和靶標(biāo)”的研究論文。該論文報(bào)道了水稻中microRNA （miRNA）效應(yīng)復(fù)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(biāo)基因。

miRNAs是一類在真核生物中廣泛存在的，可以調(diào)控靶標(biāo)基因表達(dá)的非編碼RNAs。miRNAs通過與Argonaute蛋白結(jié)合后形成基因沉默效應(yīng)復(fù)合體，切割靶標(biāo)mRNA或抑制其翻譯。水稻（Orzya_sativa）編碼四個(gè)Argonaute1同源基因（AGO1a, AGO1b, AGO1c, and AGO1d）。戚益軍實(shí)驗(yàn)室利用RNAi方法同時(shí)敲除了水稻的四個(gè)AGO1基因，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株具有復(fù)雜的發(fā)育表型，并且許多miRNAs的靶標(biāo)基因表達(dá)量上升。作者純化了其中三個(gè)AGO1復(fù)合體，AGO1a，AGO1b，和AGO1c。研究發(fā)現(xiàn)這三個(gè)AGO1蛋白都具有切割mRNA的活性，并且它們都對(duì)U 起始的小分子RNA具有偏好性。作者進(jìn)一步克隆了與AGO1結(jié)合的小分子RNAs并進(jìn)行高通量測(cè)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(gè)AGO1中，表明這些AGO1s具有功能上的冗余性。同時(shí)，該研究還發(fā)現(xiàn)了一部分miRNAs只進(jìn)入其中某一個(gè)或某兩個(gè)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(duì)水稻MiRNAs的標(biāo)靶基因進(jìn)行了全基因組水平的分析和驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)這些目標(biāo)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(zhǎng)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(xué)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(xiàng)研究為科技部863計(jì)劃和北京市科委資助課題，在北京生命科學(xué)研究所完成。