金海玲重要小RNA发现：又一miRNA新族

　　

生物通报道：来自加州大学河畔分校植物细胞生物学中心及综合基因组生物学院，植物病理学系和植物科学系的研究人员在模式植物拟南芥中发现了一组新的小RNAs分子：long short interfering RNAs （lsiRNAs），这说明小RNA家族和小RNA介导的基因调控远比之前预想的复杂。这是即去年这一研究小组发现的一个由细菌病原体诱导产生的内源性siRNA成果之后的又一重要研究发现。这一研究成果公布在《Genes and Development》在线版上。

领导这一研究的是华人女研究员金海玲（Hailing Jin，音译），她毕业于武汉大学，1996年进入中科院上海植物生理学与生态学攻读博士学位，之后在加州大学伯克利分校以及英国John Innes中心（John Innes Center）进行博士后研究，在去年的《PNAS》杂志上，她和她的同事发现了一个由细菌病原体诱导产生的内源性siRNA：nat-siRNAATGB2，这是RNA干扰基础性研究的一大进展，为真核生物siRNA（RNA干扰）研究提供了重要的信息，也是研究真核生物抵御外来病毒侵犯的防御机制的重要研究进展（见金海玲PNAS文章：RNAi新研究 ）。

RNA沉默存在两种既有联系又有区别的途径: siRNA(small interference RNA)途径和miRNA(microRNA)途径。siRNA途径是由dsRNA(double-stranded RNA)引发的, dsRNA被一种RNaseⅢ家族的内切核酸酶(RNA- induced silencing complex, Dicer)切割成21－26 nt长的siRNA, 通过siRNA指导形成RISC蛋白复合物(RNA-induced silencing complex)降解与siRNA序列互补的mRNA而引发RNA沉默。而miRNA途径中miRNA是含量丰富的不编码小RNA(21－24个核苷酸), 由Dicer酶切割内源性表达的短发夹结构RNA(hairpin RNA, hpRNA)形成。miRNA同样可以与蛋白因子形成RISC蛋白复合物, 可以结合并切割特异的mRNA而引发RNA沉默。尽管引发沉默的来源不同, 但siRNA 和miRNA 都参与构成结构相似的RISC, 在作用方式上二者有很大的相似性。

而在这篇文章中，研究人员发现了一种新的小RNAs，这种长为30-40nt的小RNAs被命名为“长小片段干扰RNA”（long short interfering RNAs，lsiRNAs），能在细菌感染或者特殊的生长条件下被诱导产生。

虽然这种小RNAs与其它一些在植物中被发现的小RNAs存在相同的特征，但是研究人员发现lsiRNAs有十分重要的不同之处：除了相对大一些的尺寸，lsiRNAs也有独一无二的生物合成过程，以及靶标降解途径。比如其中一种lsiRNAs——AtlsiRNA-1是由携带了avrRpt2效应器的植物病原细菌Pseudomonas syringae诱导，在SRRLK/AtRAP NAT pair途径中产生的。

最近还新发现了长为25-31nt的小分子RNAs族：PIWI-interacting RNAs （piRNAs）和repeat-associated siRNAs (rasiRNAs)（见华裔博导最新小RNA研究成果登上《自然》 ），这些小RNAs来自动物生殖细胞。不用于piRNAs/rasiRNAs的生物合成过程——不依赖于dicer，需要PIWI亚族蛋白，AtlsiRNA-1需要DCLL，DCL4和ARGONAUTE亚族蛋白AG07，同时也依赖于HYL1, HEN1, HST1, RDR6和Pol IV。AtlsiRNA-1的作用是沉默一种编码疾病抗性相关的RAP位点蛋白基因：AtRAP。

金认为，“这一研究发现说明小RNA家族和小RNA介导的基因调控远比之前预想的复杂，这些新的lsiRNAs也许在宿主免疫方面扮演着重要的角色。”
（生物通：张迪）

原文摘要：
Published online before print November 14, 2007
Genes and Development, DOI: 10.1101/gad.1595107
A novel class of bacteria-induced small RNAs in Arabidopsis
『Abstract』

附：
Hailing Jin

Assistant Professor & Assistant Plant Molecular Geneticist
Department of Plant Pathology 

B.S., 1991 Wuhan University
Ph.D., 1996 Shanghai Institute of Plant Physiology and Ecology, Chinese Academy of Sciences
Postdoctoral fellow, 2000-2001 Plant Gene Expression Center, University of California, Berkeley & USDA
Postdoctoral fellow, 1996-1999 John Innes Center, UK

My laboratory studies the molecular mechanisms of signal transduction and gene regulation in plant responses to pathogen attacks, aims to identify important components in the signal transduction pathways.