张数鑫课题组在小RNA研究取得新突破
文章作者:   |发布时间: 2018-06-12
 

  5月21日,国际著名杂志《植物生理》(PlantPhysi鄄ology)在线发表了我校生科学院张数鑫课题组与其合作者的最新研究结果,题为“DAWDLEinteractswithDICER-LIKEproteinstomediatesmallRNAbiogenesis”(DDL蛋白通过与 DCL蛋白复合体互作调控小分子RNA的代谢合成)。该研究通过遗传学、基因组学及分子生物学和生物化学的实验方法,揭示了叉头结构域蛋白(DDL)参与调控植物体内小分子核糖核酸(SmallRNA)合成的分子机理。研究发现,DDL通过结合RNA前体切割蛋白1(DCL1)和 RNA前体切割蛋白 3(DCL3)来调节DCL复合体加工小分子RNA合成前体的酶活性,从而调节植物内源小分子RNA的生成。
  RNA沉默是真核生物调控基因表达、维持基因组稳定和防御外源遗传物质入侵的重要手段,其产生机制和作用方式在植物、动物、线虫和真菌等真核生物中是极其保守的。小分子RNA是介导基因沉默的主要调控形式,其合成代谢调控和调节生长发育的功能机制逐渐成为科学家的研究热点。目前,学者们已基本研究清楚动植物体内小分子RNA代谢的生物化学途径,但还不清楚小分子RNA表达水平的精细调控机制,这就大大阻碍了RNA沉默技术在生物医学和农业生产研究上的应用。
  DDL是一类含有保守叉头结构域(FHA)的蛋白,在植物发育和免疫中发挥了重要作用。之前有学者研究表明,DDL蛋白参与了微小RNA(miRNA)和内源小干扰RNA(siRNA)的生成,但其中的分子机制仍不清楚。张数鑫课题组与其合作者经过多年的工作发现,DDL蛋白在全基因组范围影响miRNA和siRNA在植物体内的积累,并影响了转基因siRNA的生成,而这就说明DDL蛋白可能是在生成小分子RNA上游上起作用。
  该课题组还发现DDL蛋白的FHA结构域能结合DCL1和DCL3蛋白,调节两者酶活性,从而进一步影响小分子RNA合成前体的切割活性,最终影响植物体内小分子RNA的生成。