中山大学《PNAS》文章聚焦小RNA

　　

生物通报道  来自中山大学和加州大学欧文分校的研究人员证实，内源性小分子干扰RNA (endo-siRNAs)和tRNA来源小分子RNAs(tRNA-derived small RNAs )都参与了最原始真核生物蓝氏贾第虫（Giardia lamblia）的发育分化。这一研究发现发表在9月15日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

来自中山大学生命科学学院的屈良鹄（ Liang-Hu Qu）教授、伦照荣（Zhao-Rong Lun）教授，与美国加州大学欧文分校著名进化学者、前总统科学顾问、美国科学院院士F. Ayala教授是这篇论文的共同通讯作者。

二十世纪五十年代，DNA双螺旋结构模型和中心法则的发现，揭开了现代分子生物学的新篇章。DNA是遗传信息的储存者，遗传信息主要是从DNA，通过RNA的传递，以蛋白质的形式表现出其功能。长期以来人们都认为RNA在生命活动中仅以三种类型发挥作用：rRNA、tRNA和mRNA。

然而近二十年来，特别是随着多种生物基因工程（如酿酒酵母、果蝇和人类）的完成，科学家们越来越认识到，除了编码上述三种RNA外，绝大部分（特别是高等生物）基因组的产物并不属于上述三种RNA。它们在细菌中一般被称为小RNA(small RNA，sRNA)，在真核生物中这类RNA通常被称为非编码RNA(non-coding RNA，ncRNA)。

我们熟知的微小RNA（microRNAs,miRNAs）、内源小干扰RNA（endo-siRNAs）和piwi干扰RNA（piRNAs）均属于具有基因表达调控功能的小RNA（延伸阅读：华裔牛人Cell子刊小RNA突破性新发现 ）。 尽管研究人员已在各种真核生物中对sRNAs开展了广泛的研究，揭示出它们调控了真核生物的许多极其重要生物过程，例如细胞分裂和分化，但目前对于sRNAs在早期出现的真核生物中所起的作用仍不清楚。

在这篇新文章中，研究人员对最原始的真核生物蓝氏贾第虫发育分化过程4个不同时期的sRNA转录组（transcriptome）进行了深度测序。在这一令人着迷的寄生性原生动物体内鉴别出了大量的endo-siRNAs，发现它们是由活化的端粒反转录转座子和三个基因组区域（例如endo-siRNA生成区域，eSGRs）所生成。研究人员证实eSGR源性的endo-siRNAs反向靶向了mRNAs。

在贾第虫的发育分化过程中endo-siRNAs逐渐上调表明，它们有可能参与调控了这一过程。随后，他们发现当endo-siRNAs生物合成必需的GLDICER受到抑制时，会破坏贾第虫的分化能力，由此进一步支持了这一假设。

随后，研究人员发现Endo-siRNAs并非贾第虫分化过程中唯一的sRNA调控因子，在这一过程中还有大量tRNA来源小分子RNAs比endo-siRNAs发生了更为显著的表达改变。该研究小组鉴别出了5种新型的tRNA来源sRNAs，发现其中四种tRNA来源sRNAs的生物发生与他们在以往的研究中找到的应激诱导的tRNA来源RNA(sitRNA)有关联。

新研究揭示出了蓝氏贾第虫中意想不到的复杂的sRNA全景图，并阐明了一些真核生物sRNAs的起源和功能进化。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Both endo-siRNAs and tRNA-derived small RNAs are involved in the differentiation of primitive eukaryote Giardia lamblia

Small RNAs (sRNAs), including microRNAs and endogenous siRNAs (endo-siRNAs), regulate most important biologic processes in eukaryotes, such as cell division and differentiation. Although sRNAs have been extensively studied in various eukaryotes, the role of sRNAs in the early emergence of eukaryotes is unclear. To address these questions, we deep sequenced the sRNA transcriptome of four different stages in the differentiation of Giardia lamblia, one of the most primitive eukaryotes……