登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《中国科学家系统阐释植物miRNA成熟与功能调控机制》

  • 来源专题：农业生物安全
  • 编译者： 李周晶
  • 发布时间：2025-08-18

  • 2025年7月20日，北京大学陈雪梅团队应邀在Nature Reviews Molecular Cell Biology期刊发表了题为“Plant microRNA maturation and function”的综述文章。该论文系统梳理了植物microRNA（miRNA）研究领域近20年来的重大发现，重点探讨了植物miRNA的生物合成、miRNA装载至ARGONAUTE1（AGO1）亚细胞动态特征以及miRNA与翻译调控的复杂关系，为这一前沿领域提供了纲领性指导。

    自2002年科学家首次在植物中发现miRNA以来，这类长约21-24个核苷酸的小分子RNA一直是分子生物学研究的焦点。过去二十年里，研究者已逐步揭示miRNA从基因编码到功能机制的全生命周期：包括编码基因的转录调控、前体加工复合体（微处理器复合体）的精确剪切、与AGO1蛋白组装形成功能复合体，最终靶向mRNA调控基因表达的完整通路。该综述不仅阐述了miRNA的生物合成和调控机制，也全面总结了miRNA及其功能复合体核质穿梭的动态调控，并提及miRNA在细胞间的移动机制，还特别探讨了miRNA与翻译调控之间的复杂关系。基于现有研究，该综述还提出了miRNA领域未来值得探索的方向，如：pri-miRNA在共转录和转录后加工之间如何分配、miRNA调控靶标基因的方式如何选择（mRNA剪切与翻译抑制）、miRNA在植物发育和胁迫响应中的移动机制，以及通过人工智能和深度学习揭示miRNA及其相关蛋白的进化规律等。

    该综述文章全面系统地总结了miRNA的生物合成、功能及调控机制，特别提及了miRNA加工的亚细胞动态特征及其在细胞间的移动机制，深入讨论了miRNAs与翻译过程之间复杂的相互作用关系，不仅有助于拓展miRNA领域的研究深度，也为miRNA领域未来研究方向提供了新的思路。

  • 原文来源：https://www.nature.com/articles/s41477-025-02081-y
15浏览量
原文链接
相关报告

  • 《植物所解析RNA甲基化调控果实成熟的作用机制》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：liuxiaoling01
    • 发布时间：2019-08-16
    • 　　DNA甲基化（5mC）和RNA甲基化（m6A）是两种重要的核酸修饰，在基因表达调控中发挥重要作用并参与诸多生物学过程。然而，这两种核酸修饰之间是否存在内在关联性却不清楚。近日，中国科学院植物研究所秦国政研究组和田世平研究组合作，揭示了DNA甲基化可通过调节m6A去甲基化酶基因表达的方式影响番茄果实m6A修饰，而m6A去甲基化酶反馈调节DNA甲基化，从而共同调控果实成熟。 　　果实成熟是一个非常复杂的过程，受内外因素的影响。解析成熟调控机制，不仅能够在理论上认知植物发育的重要阶段，而且能够为改良果实品质、延长贮藏保鲜时间提供依据。果实成熟受精细调控，近期研究显示，表观遗传调控在果实成熟过程中发挥重要作用，大量成熟相关基因的表达与DNA甲基化状态有关。DNA去甲基化酶基因SlDML2突变将导致基因组尺度的DNA超甲基化并显著抑制果实成熟。作为一种保守的表观遗传修饰，DNA甲基化主要通过影响基因的转录发挥功能。此外，也有报道认为DNA甲基化可调节mRNA可变剪切，进而在转录后水平影响基因表达。但是，DNA甲基化是否影响m6A尚不明晰。 　　m6A是mRNA上含量最为丰富的修饰方式，广泛存在于动物、植物、果蝇、酵母等真核生物。m6A修饰在mRNA代谢过程中发挥多重作用，包括mRNA稳定性、剪切、翻译效率，以及细胞核输出等。越来越多的证据表明，m6A修饰影响发育和其他重要的生物学过程，例如癌症干细胞增值、胚胎和胚胎后发育、生理节律等。与DNA甲基化类似，m6A修饰由甲基转移酶催化产生并由去甲基化酶去除。目前，关于m6A修饰如何受到调控仍知之甚少。此外，m6A修饰是否参与园艺作物的生理过程也不明确。 　　通过比较番茄果实不同成熟阶段m6A甲基组（m6A methylome）变化，以及野生型和成熟缺陷突变体Cnr（自发突变；发生基因组尺度DNA超甲基化）果实中m6A甲基组差异，研究人员发现，m6A修饰在果实成熟过程中展现出动态变化趋势，m6A整体水平随着果实成熟逐渐下降，与DNA甲基化类似；在成熟缺陷突变体Cnr中，伴随着DNA超甲基化，m6A整体水平也更高。 　　研究人员还发现，m6A修饰普遍存在于番茄果实mRNA中，主要发生在终止密码子附近和3’非翻译区（3’UTR）。总体而言，m6A修饰与基因转录水平呈负相关。果实成熟过程和Cnr突变体中m6A整体水平的变化与m6A去甲基化酶基因SlALKBH2的表达有关；SlALKBH2受DNA甲基化调控。m6A去甲基化酶SlALKBH2能够结合DNA去甲基化酶基因SlDML2的mRNA，调节其m6A修饰及稳定性。SlALKBH2基因突变后SlDML2的m6A水平升高，mRNA含量降低，果实不能正常成熟。 　　总的来说，该研究初步明确了DNA甲基化与RNA甲基化之间存在内在关联性，揭示了果实成熟调控的新机制，为阐明成熟调控网络提供了新思路。鉴于DNA甲基化和RNA甲基化的多重功能，该研究中所呈现的反馈调控机制也适用于其他生物学过程。 　　该研究成果8月6日在线发表于国际学术期刊Genome Biology。秦国政研究组博士研究生周磊磊为论文第一作者，研究员秦国政和田世平为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委和中国科学院青年创新促进会的资助。
    21浏览量
    原文链接

  • 《研究阐释植物激素介导的植物-病毒相互作用机制》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2021-03-10
    • 植物病毒是威胁植物健康及作物产量和品质的重要病原，给农业生产造成了严重损失。在植物寄主与病毒长期的共进化过程中，病毒能够利用多种策略改变宿主的细胞环境，从而更有利于自身复制和传播。为了应对病毒的侵染，植物也建立了多种防御机制。激素是一类内源性小分子物质，主要包括生长素（Auxin）、细胞分裂素（CKs）、赤霉素（GAs）、水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、乙烯（ET）、脱落酸（ABA）和油菜素内酯（BRs）。激素参与调控植物的多种生长发育过程，如细胞的分裂与伸长，组织与器官分化，开花与结实，成熟与衰老，以及应对外界多种生物和非生物胁迫。在不同的植物激素之间存在着广泛的协同或拮抗作用，精细调控植物响应外界胁迫反应。 北京大学李毅教授团队一直致力于水稻病毒致病与水稻抗病毒机制相关研究，近年来聚焦赤霉素，生长素，茉莉酸等介导的水稻矮缩病毒（RDV），水稻条纹病毒（RSV）致病与水稻抗病毒机制，并取得了一系列原创性成果，在eLife，Nature Plants，PNAS， PLOS Pathogens，Molecular Plant，Cell Host and Microbe等重要刊物发表了一系列高水平研究论文，获得了国际同行的广泛认可和好评。 近期，该团队在PLOSs Pathogens发表论题为“Current understanding of the interplays between host hormones and plant viral infections”的综述论文，系统地综述了国内外同行及该团队在植物激素介导的病毒-寄主植物相互作用机制领域的最新进展，提出了未来需要研究的问题，总结了植物激素测定方法及响应病毒侵染的标志性基因表达，为后续更深入的研究和理解植物激素在调控病毒-寄主植物的作用机制提供了参考。
    339浏览量
    原文链接