陈雪梅和曹晓风两位女院士eLife解析siRNA合成调控

近期，来自深圳大学、加州大学河滨分校和中科院遗传与发育生物学研究所的研究人员，在国际学术期刊《eLife》发表一项研究指出，拟南芥microRNAs (miRNAs)和小干扰RNAs (siRNAs)在内质网（ER）和细胞质之间是明显分区的。所有的miRNAs与膜结合的多核糖体（MBPs）相关。这些结果将MBPs确立为植物miRNAs的作用位点，并揭示了核糖体和ER在siRNA生物合成中的作用，从而扩展了粗内质网的已知功能。

　　

生物通报道：近期，来自深圳大学、加州大学河滨分校和中科院遗传与发育生物学研究所的研究人员，在国际学术期刊《eLife》发表题为“Biogenesis of phased siRNAs on membrane-bound polysomes in Arabidopsis”的研究成果。这项研究指出，拟南芥microRNAs (miRNAs)和小干扰RNAs (siRNAs)在内质网（ER）和细胞质之间是明显分区的。所有的miRNAs与膜结合的多核糖体（MBPs）相关。这些结果将MBPs确立为植物miRNAs的作用位点，并揭示了核糖体和ER在siRNA生物合成中的作用，从而扩展了粗内质网的已知功能。

这项研究的通讯作者是深圳大学特聘教授、加州大学河滨分校的陈雪梅教授。陈雪梅教授早年毕业于北京大学生物系，1995年在美国康奈尔大学获博士学位，历任美国罗杰斯大学（Rutgers University）助理教授、美国加利福尼亚大学河滨分校（UC Riverside）教授，2013年当选美国国家科学院院士。陈雪梅长期从事microRNA和花器官发育研究，是最先从植物体中分离出microRNAs的研究团队之一。目前在Cell、Nature、Science、Genes & Dev、Dev Cell、Plant Cell、PNAS、Development 、Current Biology等刊物发表论文80余篇。

12月5日在《PNAS》发表的一项研究中，陈雪梅院士与来自韩国基础科学研究院和湖南农业大学等处的研究人员指出，一对含有SANT (SWI3/DAD2/N-CoR/TFIII-B)结构域的蛋白质，POWERDRESS，可特异性地与HDA9合作，使得一组基因组靶标上的组蛋白H3赖氨酸残基发生脱乙酰化作用，以调节各种各样的生物学过程。相关阅读：深圳大学特聘教授陈雪梅院士PNAS发表植物表观遗传学成果。

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中科院遗传与发育生物学研究所的曹晓风院士，也是本文共同作者。曹晓风院士早年毕业于北京大学，1991年获中国农业大学硕士，1997年获得北京大学博士学位，主要从事植物基因组学相关研究，现任中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，2105年12月当选为中国科学院院士，2016年11月，当选为发展中国家科学院院士。相关阅读：曹晓风研究组发表Nature Genetics文章；曹晓风课题组Cell Research发表最新成果。

小RNA是RNA沉默的核心因子，但它们的细胞质区室化和可能对它们活动的影响，还没有在基因组规模上得以研究。在这项研究中，研究人员将基因组方法与细胞分离相结合，来研究小RNAs和mRNAs的亚细胞分布。他们发现，miRNAs和siRNAs在它们的细胞膜-细胞质分区上存在显著差异。研究人员还发现，所有miRNAs——包括22-nt miRNAs，与膜结合的多核糖体（MBPs）有关。在某种程度上，植物miRNA效应物AGO1以一种独立于RNA的方式与膜相关，招募miRNAs到膜上，并对MBPs行使其核酸内切酶活性。在ago1突变体中降低的22-nt miRNAs膜相关性，可导致phasiRNAs的水平降低或缺失。

该研究还发现，TAS转录本，本来被认为是非编码的，实际上以一种支持phasiRNA生产的方式与MBPs结合。这些结果将MBPs确立为植物miRNAs的作用位点，并揭示了核糖体和ER在siRNA生物合成中的作用，从而扩展了粗内质网的已知功能。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Biogenesis of phased siRNAs on membrane-bound polysomes in Arabidopsis
Abstract：Small RNAs are central players in RNA silencing, yet their cytoplasmic compartmentalization and the effects it may have on their activities have not been studied at the genomic scale. Here we report that Arabidopsis microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs) are distinctly partitioned between the endoplasmic reticulum (ER) and cytosol. All miRNAs are associated with membrane-bound polysomes (MBPs) as opposed to polysomes in general. The MBP association is functionally linked to a deeply conserved and tightly regulated activity of miRNAs - production of phased siRNAs (phasiRNAs) from select target RNAs. The phasiRNA precursor RNAs, thought to be noncoding, are on MBPs and are occupied by ribosomes in a manner that supports miRNA-triggered phasiRNA production, suggesting that ribosomes on the rough ER impact siRNA biogenesis. This study reveals global patterns of cytoplasmic partitioning of small RNAs and expands the known functions of ribosomes and ER.