PLoS Genetics:中科院上海生科院方玉达研究组鉴定出植物microRNA转录

2015年10月16日，PLOS Genetics发表了中科院上海生科院植物生理生态研究所方玉达研究组题为“The Roles ofArabidopsis CDF2 in Transcriptional and Posttranscriptional Regulation of Primary micrornAs”的研究论文。该研究发现转录因子CDF2既能调控miRNA的转录又能调控miRNA的加工。

在真核生物中，20-30个核苷酸长度的小的非编码rna(Small non-coding RNAs)是调控很多生物学过程的关键内部信号之一。基因组中编码miRNA的区域被称为MIR基因。类似于蛋白编码基因，MIR基因被RNA 聚合酶Ⅱ转录，然后被Dicer核酸内切酶RNAseⅢ加工成为成熟的miRNA， 这个过程在植物中由DCL1与HYPONASTIC LEAVES1(HYL)和 SERRATE(SE)相互作用而介导。 虽然miRNA加工过程的分子机理已经比较清楚，但是关于miRNA合成的精细调控机理依旧存在很多未解之谜。

方玉达研究组长期研究植物microRNA的合成途径的细胞生物学基础，在发现植物microRNA剪切小体(Dicing body)上进一步剖析DCL1的作用机制等方面取得了一系列研究成果。本研究在以DCL1中双链RNA结合域为诱饵，通过酵母双杂交筛选发现拟南芥DCL1与转录因子CDF2存在直接的相互作用。CDF2能够作为转录因子起始部分miRNA基因的转录过程，同时CDF2能直接结合由它转录出来的pri-miRNA，影响这些pri-miRNA的剪切过程，从而调节植物的生长发育过程。该研究进一步解析了miRNA加工过程的调控机理，同时为揭示miRNA转录到剪切的偶联过程进一步奠定了基础。

原文链接：

The Roles ofArABIdopsis CDF2 in Transcriptional and Posttranscriptional Regulation of Primary MicroRNAs

原文摘要：

The precise regulation of microRNA (miRNA) transcription and processing is important for eukaryotic development. Plant miRNAs are first transcribed as stem-loop primary miRNAs (pri-miRNAs) by RNA polymerase II,then cleaved in the nucleus into mature miRNAs by Dicer-like 1 (DCL1). We identified a cycling DOF transcription factor, CDF2, which interacts with DCL1 and regulates the accumulation of a population of miRNAs. CDF2 binds directly to the promoters of some miRNAs and works as a transcription activator or repressor for these miRNA genes. CDF2 binds preferentially to the pri-miRNAs regulated by itself and affects DCL1-mediated processing of these pri-miRNAs. genetically, CDF2 works in the same pathway as miR156 or miR172 to control flowering. We conclude that CDF2 regulates a group of pri-miRNAs at both the transcriptional and posttranscriptional levels to maintain proper levels of their mature miRNAs to control plant development.

DOI: 10.1371/journal.pgen.1005598

作者：方玉达