中国农业大学Cell子刊发布miRNA研究新发现

来自中国农业大学、德克萨斯农工(A&M)大学的研究人员揭示出，拟南芥Argonaute10（AGO10）通过时空上隔离miR165/166促进了茎端分生组织(shoot apical meristem,SAM)发育。这一重要的研究发现发表在3月19日的《Cell Reports》杂志上。

　　

生物通报道  来自中国农业大学、德克萨斯农工(A&M)大学的研究人员揭示出，拟南芥Argonaute10（AGO10）通过时空上隔离miR165/166促进了茎端分生组织(shoot apical meristem,SAM)发育（延伸阅读：华人科学家Nature揭示重要信号网络 ）。这一重要的研究发现发表在3月19日的《Cell Reports》杂志上。

中国农业大学的段留生(Liusheng Duan)教授和德克萨斯农工大学的Xiuren Zhang教授是这篇论文的共同通讯作者。段留生教授的主要研究方向为作物激素生理与化学控制、生物调节剂及作用机制。曾获得国家科技进步二等奖、教育部科学技术进步一等奖等奖励。

植物地上部分的组织和器官都来自于茎端分生组织中的茎干细胞。这些细胞既具有自我更新能力能够维持SAM，又为器官发生提供了未分化的子细胞。在发育过程中干细胞自我更新和细胞分化的协调受到一些microRNAs (miRNAs)参与的交叉遗传信号通路的调控。miRNAs被招募到以Argonaute (AGO)为中心的RNA诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complexes,RISC)处抑制了靶基因的表达。

miR165/166是两个只有一个核苷酸序列差异的相关的miRNAs，它们靶向相同的Ⅲ类同源域亮氨酸拉链(Class Ⅲ Homeodomain Leucine Zipper, HD-ZIP)转录因子，调控分生组织发育及器官极性。在拟南芥基因组中有9个基因座编码MIR165/166：2个MIR165基因座（a和b）以及7个MIR166基因座(a–g)。相比之下，HD-ZIP III转录因子有5个成员包括PHABULOSA (PHB)、PHAVOLUTA (PHV)、REVOLUTA (REV)、CORONA (CNA)和 ATHB8。MIR165/166基因座和靶基因的多样性导致了它们在植物发育中复杂的调控作用。

在拟南芥中miR165/166是通过AGO1和AGO10来调控HD-ZIP III转录物。AGO1主要与带有5′尿苷(U)的小RNAs (sRNAs)结合。AGO1是包括miR165/166在内的大多数miRNAs发挥功能的必要条件，AGO1失活会严重损害植物发育。AGO10又叫PINHEAD和ZWILLE，是AGO1关系最密切的旁系同源物，在SAM发育中起着至关重要的作用。有趣的是，研究发现不同于AGO1招募miR165/166及抑制HD-ZIP III转录物，AGO10特异性地隔离miR165/166对抗AGO1-miR165/166的沉默活性，由此导致局部富集HD-ZIP III转录物促进了SAM发育。但目前对于这种隔离发生的位置和时间仍不清楚

在这篇新文章中，研究人员证实AGO10通过miR165/166介导了非细胞自主性信号。通过嵌合互补分析，他们确定从发育胚胎到成熟胚胎顶端和中心区域，最终到子叶和新叶原基整个近轴面和脉管系统，AGO10通过时空上抑制miR165/166活性确保了正确的SAM编程。这些位点实际上与表达miR165/166靶mRNA——PHABULOSA和REVOLUTA的区域完全相同。此外，研究人员系统地检测了9个MIR165/166成员的时空表达模式，研究了它们对于SAM维持的贡献。他们发现AGO10抑制分别由MIR165b、MIR166a、MIR166b和MIR166g基因座编码的miR165/166是确保分生组织正确发育的必要条件。

这项研究揭示出了时空调控AGO10-miR165/166活性影响SAM发育的机制。

（生物通：何嫱）
 
生物通推荐原文摘要：

Spatiotemporal Sequestration of miR165/166 by Arabidopsis Argonaute10 Promotes Shoot Apical Meristem Maintenance

Arabidopsis Argonaute10 (AGO10) specifically sequesters miR165 and miR166 and antagonizes their activity, thus regulating shoot apical meristem (SAM) development. However, where and when this sequestration acts is currently unclear. We show here that AGO10 represses miR165/166 activity in the embryo proper during early embryogenesis, through the apical and central regions of mature embryos, and eventually in the entire adaxial domain and vasculature of the cotyledons and leaf primordial……

作者简介：

段留生

2004-至今 中国农业大学,教授,作物栽培学，作物生理学
2003-至今 中国农业大学博士生导师,作物栽培学，作物生理学
2001年-至今 植物生理与生物化学国家重点实验室 固定研究人员
2000-至今 中国农业大学作物化学控制研究中心主任
2003-2004 美国North Dakota State University和University of California Riverside,访问学者，植物与分子生物学
1999-2004 中国农业大学,副教授,作物栽培学，作物生理学
1997-1998 北京林业大学,中国农业大学，博士后，林学
1994-1997 中国农业大学,博士，植物生理与生物化学
1991-1994 北京农业大学,硕士，作物栽培与耕作学
1987-1991 山东莱阳农学院,本科，作物专业

研究方向:作物激素生理与化学控制,生物调节剂及作用机理