拟南芥研究新发现：CHR11 招募 SGS3，开启 siRNA 生成新机制

在植物研究领域，转录后基因沉默（PTGS）机制虽已被熟知，但异常 RNA（abRNA）如何被选择并转运到细胞质以启动 PTGS 仍不明确。法国研究人员针对此展开研究，发现 CHR11/17 可招募 SGS3，促进 RNA 转运和 siRNA 生成，为深入理解植物基因调控提供了关键依据。

　　在植物的微观世界里，基因的调控就像一场精密的交响乐演奏，每一个音符都至关重要。转录后基因沉默（PTGS）便是其中关键的 “乐章”，它能通过小干扰 RNA（siRNA）选择性地清除细胞质中的 RNA，保护植物免受病毒侵害，还能调控自身基因表达。然而，在这场 “演出” 中，有一个关键环节一直迷雾重重：异常 RNA（abRNA）是如何被精准挑选出来，并被送到细胞质中，转化为 siRNA 来启动 PTGS 的呢？这一谜题就像隐藏在乐章中的神秘音符，吸引着科学家们不断探索。
为了解开这个谜团，来自法国巴黎萨克雷大学（Universite Paris-Saclay）等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们以拟南芥为研究对象，深入探究基因调控背后的秘密。最终，他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们揭示了一段精彩的基因调控故事。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是酵母双杂交和双分子荧光互补（BiFC）实验，用于验证蛋白质之间的相互作用；二是染色质免疫沉淀（ChIP）和 RNA 免疫沉淀（RIP）技术，分别用于研究蛋白质与基因的结合以及 RNA 与蛋白质的相互作用；三是小 RNA 测序（Small RNAseq），以此来分析内源性 siRNA 的积累情况。
研究结果如下：

• SGS3 与 CHR11 的相互作用：通过酵母双杂交筛选和 BiFC 实验发现，RNA 结合蛋白 SGS3 与 ISWI 样染色质重塑蛋白 CHR11 相互作用，且 SGS3 通过其卷曲螺旋结构域与 CHR11 的 HAND - SANT 结构域结合。
• SGS3 的定位：经细胞分级分离和 Western blot 分析，SGS3 在细胞核和细胞质中均有分布，且能在两者之间穿梭。用 Leptomycin B（LMB）处理和过表达 CHR11 的实验进一步验证了这一结论。
• CHR11 和 CHR17 在转基因 S - PTGS 中的作用：利用构建的转基因植株和人工 miRNA 等方法研究发现，CHR11 和 CHR17 在转基因 S - PTGS 中起冗余作用，它们与转基因结合，促进 SGS3 与转基因 RNA 的结合和转运，从而启动 S - PTGS。
• SGS3 与 GUS RNA 的相互作用：通过 RIP - qRT - PCR 实验，证明了 SGS3 能在细胞核中与 GUS RNA 结合，支持了 SGS3 将目标 RNA 转运到细胞质的假设。
• CHR11 对内生蛋白编码基因 siRNA 生成的促进作用：通过挖掘全基因组数据和小 RNA 测序分析发现，CHR11 与多种产生 siRNA 的内生蛋白编码基因（PCGs）结合，促进了 siRNA 的生成。此外，研究还发现，抑制 CHR11 和 CHR17 的活性可挽救 RQC 缺陷突变体的致死表型。
  在讨论部分，研究人员提出了一个全新的模型：CHR11（可能还有 CHR17）与转基因 DNA 结合，招募 SGS3 到新生的转基因 RNA 上，保护其不被 RNA 质量控制（RQC）途径完全降解，并使其能够被转运到细胞质中启动 S - PTGS。这一模型不仅解释了转基因 PTGS 的启动机制，还为理解内源性 siRNA 的产生提供了新的视角。同时，研究还发现 CHR11 与多种产生 siRNA 的 PCGs 结合，表明 CHR11 在促进这些基因产生 siRNA 的过程中发挥着重要作用。此外，研究人员还推测 nat - siRNAs、rqc - siRNAs 和 va - siRNAs 可能属于同一类 siRNAs，它们的产生可能都与 PCG/NAT 对的形成有关。
  这项研究成果意义重大，它为植物基因调控机制的研究打开了新的大门，让我们对植物如何利用 PTGS 来保护自身、调控基因表达有了更深入的理解。这不仅有助于我们深入探索植物生命活动的奥秘，也为未来的农业生产和植物生物技术发展提供了理论基础，有望在作物改良、植物抗病等方面发挥重要作用 。