近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生科院及中科院分子細(xì)胞科學(xué)卓越中心光壽紅教授課題組在小干擾RNA領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，以“RdRP-synthesized antisense ribosomal siRNAs silence pre-rRNA via the nuclear RNAi pathway”為題發(fā)表在2月6日的國(guó)際著名期刊《自然-結(jié)構(gòu)與分子細(xì)胞》(Nature Structural and Molecular Biology)上。
長(zhǎng)期以來，小片段的核糖體RNA一直被研究人員認(rèn)為是非特異性降解產(chǎn)物，而被當(dāng)作垃圾序列忽視，對(duì)其生物學(xué)發(fā)生過程和調(diào)控機(jī)制知之甚少。作者在進(jìn)行遺傳篩選抑制內(nèi)源性小干擾RNA產(chǎn)生的相關(guān)因子時(shí)，發(fā)現(xiàn)反義核糖體小干擾RNA(antisense ribosomal siRNA, risiRNA)在一些突變體，如susi-1(ceDis3L2)基因突變體，中顯著積累。通過高通量測(cè)序，生化及遺傳雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，risiRNA屬于一類新的內(nèi)源性小干擾RNA，其5’端有三個(gè)磷酸基團(tuán)，3’端為羥基。risiRNA由RNA依賴的RNA聚合酶合成。risiRNA的生物學(xué)作用是抑制核糖體RNA的表達(dá)，其分子機(jī)制是通過誘導(dǎo)細(xì)胞核內(nèi)Argonaute蛋白NRDE-3由細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至核仁中來抑制rRNA前體表達(dá)。risiRNA的表達(dá)受環(huán)境調(diào)控，其在正常生長(zhǎng)的野生型線蟲體內(nèi)的含量很低。經(jīng)過環(huán)境脅迫刺激后，其含量顯著增加，并同時(shí)導(dǎo)致NRDE-3轉(zhuǎn)移到核仁中。通過高通量測(cè)序核糖體RNA的3’末端發(fā)現(xiàn)，在突變體及環(huán)境脅迫處理過的線蟲體內(nèi)3’端寡聚鳥嘧啶化修飾的26S rRNA顯著積累。對(duì)線蟲直接顯微注射3’端寡聚鳥嘧啶化修飾的26S rRNA同樣可以誘導(dǎo)risiRNA的產(chǎn)生。更有意思的是，線蟲susi-1(ceDis3L2)的突變在人類的珀?duì)柭C合癥患者中也發(fā)生了相同位置氨基酸的突變。因此本研究證明了risiRNA是一類新的可被調(diào)控的小干擾RNA，對(duì)于維持環(huán)境脅迫條件下的核糖體rRNA穩(wěn)態(tài)有著重要意義，并為治療人類的珀?duì)柭C合癥提供了新的方向。
本院周旭飛博士及馮雪竹副研究員為該文共同第一作者，光壽紅教授為本文通訊作者，其他作者還包括本實(shí)驗(yàn)室的毛慧博士，徐飛博士，李慕，和胡凱同學(xué)。該研究得到了科技部、基金委、中科院、和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的支持。
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文章連接：http://www.nature.com/nsmb/journal/vaop/ncurrent/full/nsmb.3376.html
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