微小RNA（miRNA）是一類(lèi)長(zhǎng)度約為20-24堿基的內(nèi)源小分子RNA，在動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育、細(xì)胞命運(yùn)決定和轉(zhuǎn)換、以及環(huán)境應(yīng)答等生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著十分重要的作用。miRNA前體基因（MIR），經(jīng)過(guò)DNA聚合酶II （Pol II）轉(zhuǎn)錄形成莖區(qū)不完全配對(duì)的具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)miRNA初級(jí)轉(zhuǎn)錄本（pri-miRNA），該結(jié)構(gòu)可被核酸內(nèi)切酶DCL1切割，之后釋放出成熟的雙鏈miRNA/miRNA*。與動(dòng)物不同的是植物 pri-miRNA的莖環(huán)區(qū)長(zhǎng)度差異更大（從60 nt到超過(guò)500 nt，動(dòng)物中一般為~70 nt），莖環(huán)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜性。因此植物除了經(jīng)典的基部到環(huán)的加工方式，不少miRNA以環(huán)到基部的切割方式成熟，有些長(zhǎng)的pri-miRNA還存在兩次以上的連續(xù)切割。 

　　外切體是生物體最主要的負(fù)責(zé)各類(lèi)RNA降解的蛋白質(zhì)機(jī)器，在rRNA加工成熟、正常RNA周轉(zhuǎn)以及非正常RNA的及時(shí)清除等細(xì)胞基本生命活動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。核心復(fù)合物通過(guò)與不同輔助因子互作參與不同RNA底物的識(shí)別和降解。RNA解旋酶SKI2、MTR4以及HEN2分別是胞質(zhì)外切體、核仁外切體與核質(zhì)外切體的重要輔助成員。 

　　近日，廣東省科學(xué)院生物工程研究所與復(fù)旦大學(xué)遺傳工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任國(guó)棟研究員團(tuán)隊(duì)合作，在國(guó)際權(quán)威綜合期刊PNAS（IF5y=9.516）發(fā)表了題為“Hyponastic Leaves 1 protects pri-miRNAs from nuclear exosome attack”的研究論文（廣東省科學(xué)院生物工程研究所生物育種研究室高帥博士為第一作者）。該研究通過(guò)正向遺傳學(xué)篩選hyl1-2的表型抑制子，結(jié)合圖位克隆分離鑒定到核質(zhì)外切體的另一輔助因子SOP1。在hyl1-2中引入核質(zhì)外切體輔助因子HEN2的突變，同樣可以顯著抑制hyl1-2的發(fā)育缺陷，表明SOP1和HEN2可能共同參與了外切體途徑介導(dǎo)的miRNA合成代謝調(diào)控(圖1A)。miRNA及pri-miRNA的聯(lián)合分析發(fā)現(xiàn)，hyl1 sop1 雙突中加工方向?yàn)榄h(huán)到基部的pri-miRNA較hyl1積累更多，其對(duì)應(yīng)的成熟miRNA回復(fù)也更為顯著，表明SOP1選擇性參與hyl1突變體中加工方向?yàn)榄h(huán)到基部的pri-miRNA降解（圖1B 和 C）。更為有意思的是，hyl1 hen2雙突變體中幾乎所有的pri-miRNA均顯著累積，但只有環(huán)到基部成熟的miRNA得到了回復(fù)（圖1B和 C）。該研究結(jié)果表明在HYL1發(fā)生缺失的情況下，環(huán)區(qū)到基部加工的pri-miRNA的超累積可以進(jìn)一步促進(jìn)miRNA的生成，而基部到環(huán)區(qū)加工的pri-miRNA則不能?；プ鞣治霭l(fā)現(xiàn)，加工復(fù)合體成員SE能夠與HEN2相互作用，猜測(cè)可能在招募外切體中發(fā)揮功能。 

　　綜上所述，該研究揭示了擬南芥雙鏈RNA結(jié)合蛋白 HYL1在 miRNA加工成熟過(guò)程中保護(hù)底物分子免受核酸外切體（exosome）攻擊的新機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)HYL1可能在DCL1介導(dǎo)的由環(huán)區(qū)到基部和基部到環(huán)區(qū)成熟的pri-miRNAs 加工過(guò)程中發(fā)揮不同的作用，闡釋了外切體在pri-miRNA生物發(fā)生中的監(jiān)控作用以及加工復(fù)合體核心成員HYL1的保護(hù)功能，由此也拓展了我們對(duì)于加工過(guò)程中pri-miRNA質(zhì)量控制機(jī)制的認(rèn)識(shí)。此外，該研究還系統(tǒng)鑒定了受HEN2、SOP1調(diào)控的靶標(biāo)基因，這些基因可以作為核質(zhì)外切體功能的標(biāo)計(jì)基因。 

　　圖1. HYL1拮抗核酸外切體保護(hù)pri-miRNA加工順利進(jìn)行。 

　?。ㄊ】茖W(xué)院生物工程所 高帥/供稿）