microRNA(miRNA)是一類廣泛存在於生物體的21nt到24nt的短的非編碼RNA,通過堿基互補配對的方式介導其靶標mRNA的剪切或者抑製其翻譯。在植物中,miRNA主要通過剪切靶標mRNA調控生長發育以及抗病抗逆作用。植物生長素(auxin)信號途徑在植物生長發育過程中具有重要的調控作用。通常情況下,AUXIN/INDOLE ACETIC ACID (Aux/IAA)蛋白與轉錄因子結合,抑製auxin信號途徑。當細胞產生或外施auxin時,Aux/IAA蛋白被泛素化降解而啟動auxin信號途徑。miRNA調控植物auxin的受體和多個轉錄因子,但是在植物auxin途徑中,miRNA以及mRNA之間的調控網絡還遠沒被完全詮釋。
利用生物信息學、分子生物學以及遺傳學手段,中國科學院微生物研究所郭惠珊課題組在模式植物擬南芥中發現一個低水平表達的miRNA(miR847)受auxin誘導;miR847靶向並剪切下調Aux/IAA抑製蛋白IAA28的mRNA。高表達miR847的轉基因擬南芥的根和葉片都表現出典型的auxin誘導特征,如:側根和葉片數目增多,葉麵積增大,以及葉邊緣呈現鋸齒狀等;與敲除IAA28的突變體iaa28表型相似。進一步研究發現,miR847與IAA28具有相同的表達模式,共定位於側根起始位點,頂端分生組織,以及葉緣等分裂能力較強的組織;同時,miR847轉基因植物和iaa28中細胞周期相關基因表達水平提高,從而增強葉齒細胞的分裂能力,延長擬南芥後期葉片的生長及鋸齒形狀的產生;這些結果證明了miR847負調控IAA28 mRNA而激活生長素信號途徑。她們的研究揭示了植物以IAA28蛋白的泛素化降解結合miR847/IAA28 mRNA調控模塊實現auxin信號途徑的快速去抑製化。
該項研究成果發表於植物科學領域國際期刊The Plant Cell。郭惠珊課題組的博士研究生汪晶晶為論文的第一作者,研究員郭惠珊為通訊作者。研究得到國家自然科學基金重點項目和科技部“973”項目的資助.
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