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科技工作者之家 2020-11-02
来源:植物生物学
植物phasiRNA(phased,secondary,small interfering RNA)是一类内源性的、起调控作用的非编码小RNA(sRNA),它在植物的生长、发育、生殖以及抗病中发挥着重要作用。PhasiRNA初级转录本由Pol Ⅱ(RNA polymerase II)转录,随后miRNA(microRNA)引导AGO蛋白对phasi RNA初级转录本上的靶位点进行剪切,剪切后的phasiRNA前体片段(剪切位点的上游或下游片段)继而被RDR6(RNA-dependent RNA polymerases 6)复制成双链RNA,双链RNA被DCL4切割成一系列首尾相接,具有一定相位的21-nt或24-nt的小RNA,即phasiRNA。成熟的phasiRNA与AGO蛋白组装成沉默复合体,作用于靶基因,发挥转录后调控的功能。
在禾本科植物中,有两类长度为21nt 或24nt的phasiRNA在花药发育早期大量表达,分别由miR2118或miR2275触发。但这两类phasiRNA在花药发育过程中的功能还不清楚。
近日,中科院遗传发育所陈明生课题组在New Phytologist上发表了题为Evolution and diversification of reproductive phased small interfering RNAs in Oryza species的文章,报道了水稻中生殖相关phasiRNA的进化和功能分化。通过对五个Oryza基因组中的PHAS基因(产生phasiRNA的位点)进行了比较基因组分析,并将其与小RNA和降解组数据相结合,共确定了8216个21-PHAS和626个24-PHAS位点。
串联和片段重复是21-PHAS基因在基因组上扩增和成簇分布的主要原因。尽管这些基因在基因组上的位置相对保守,但是除了miR2118 / 2275靶位点因为受到严格选择而变化较小外,其余PHAS序列在扩增后都迅速产生了分化。
其中,具有5'尿苷(U)的21ntphasiRNA在PHAS前体处显示出顺式切割,而且这些切割位点在近缘物种中也发生了显著变化。miR2118可能会从其自身的反义转录物中启动phasiRNA的产生,而产生的phasiRNA可能会反向调节miR2118的前体。根据以上研究结果,本文推测phasiRNA的起始相对保守,而phasiRNA产物则迅速分化,其产生受多种调节机制的交互控制。
中国科学院遗传所陈明生课题组已毕业博士田鹏为第一作者。陈明生研究员和美国唐纳德丹弗斯植物科学中心Blake C. Meyers教授为通讯作者。
来源:PlantBiotech 植物生物学
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