戚益军《细胞》再度解析RNAi

【字体: 时间:2008年03月17日 来源:生物通

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  来自霍德华休斯医学院,沃森生物科学学院(Watson School of Biological Sciences,生物通注)冷泉港实验室,北京生命科学研究所NIBS的研究人员以模式生物拟南芥作为研究对象,针对拟南芥中Argonaute(简称AGO)复合物结合小RNAs分类的问题展开研究,发现了其分类的规律。

  

生物通报道:来自霍德华休斯医学院,沃森生物科学学院(Watson School of Biological Sciences,生物通注)冷泉港实验室,北京生命科学研究所NIBS的研究人员以模式生物拟南芥作为研究对象,针对拟南芥中Argonaute(简称AGO)复合物结合小RNAs分类的问题展开研究,发现了其分类的规律,说明了小RNA的序列在AGO复合物分类中的重要作用,为进一步研究RNAi过程提供了重要信息,这一研究成果公布在《Cell》杂志上。

领导这一研究的是北京生命科学研究所研究员戚益军博士,其早年毕业于南京农业大学植物病理学系,之后曾在美国俄亥俄州立大学,以及冷泉港实验室进行博士后研究。在2006年一篇发表于《Nature》的文章上,他与王秀杰教授证明了AGO4能够于包括源自转位因子和重复性元件的siRNA(小干扰RNA)在内的小RNA结合,并且降解靶标RNA转录本。

ARGONAUTE4 (AGO4)是一种在反向重复序列引发的RNA指导的DENA甲基化过程中的关键因子, 研究发现AGO4的Asp-Asp-His催化motif中的单个突变不会影响siRNA结合活性,但是能够消除掉它的催化能力。siRNA的聚集和在一些基因座上非CpG DNA甲基化需要AGO4催化活性,但是其他位点上的这些过程则对这种活性依赖较少。他们这项研究的结果与一个特殊的模型研究结果相一致——AGO4能够通过两种不同的、独立的机制在靶标基因座上起作用,除此之外AGO4也召集一些能够以一种不依赖它的催化活性的方式募集可以引发DNA甲基化作用的成分,而AGO4的催化活性则对次级的siRNA的产生至关重要。

在这项研究结果的基础上,依然以拟南芥这一模式生物(拟南芥包含有10种AGO)作为实验对象,研究人员针对特异性AGO复合物中的小RNAs如何分类这一问题展开了研究,结果他们发现AGO2和AGO4倾向于带有5’末端腺苷,而与miRNAs结合的AGO1则对5’末端尿苷“情有独钟”,AGO5选择小RNAs根据其是否由胞嘧啶起始。改变一个miRNA的末端核苷会导致不同的AGO复合物形成,并改变其生物学特性。

这些结果说明了小RNA的序列在AGO复合物分类中的重要作用,从而也说明AGO复合物的特异性可能与5’末端结合区域(与某些小RNA序列结合)修饰有关,这也许解释了miRNAs由尿苷起始的进化驱动力。
(生物通:张迪)

原文摘要:
Cell, Vol , Issue ,
Sorting of Small RNAs into Arabidopsis Argonaute Complexes Is Directed by the 5′ Terminal Nucleotide
Abstract

附:
戚益军博士,北京生命科学研究所研究员

教育经历

2001
浙江大学分子生物学博士学位


1995
南京农业大学植物病理学学士学位


工作经历

2006-present
北京生命科学研究所研究员

2004-2006
美国冷泉港实验室博士后


2001-2004
美国俄亥俄州立大学博士后


研究概述:

RNA干扰 (RNA interference, RNAi) 是真核生物中的一种普遍现象,它在很多不同的生物过程中起到非常重要的作用。这些过程包括发育调控,抵抗病毒侵染,以及染色质修饰。RNAi的重要特征包括Dicer切割产生小分子RNA和RNA诱导的沉默结合体 (RNA-induced silencing complex, RISC) 的形成。RISC可以导致转录或转录后水平的基因沉默。在植物中存在多种RNAi通路,这包括siRNA介导的转录后水平的基因沉默,miRNA介导的切割或翻译抑制和转录水平的基因沉默。转录水平的基因沉默通常与染色质的修饰(DNA和histone的甲基化)紧密相关。

我们实验室综合遗传学,分子生物学和生物化学的方法,以拟南芥和衣藻为模式生物,研究中RNAi的作用机理和功能。我们的兴趣包括RISC的形成,小分子RNA如何识别和导致同源染色质的修饰,RNAi组分如何在不同通路中特异化,以及小分子RNA在拟南芥和衣藻生长发育过程中的作用。

RNAi的发现不但拓宽了本实验室对RNA在基因表达中调控作用的了解,同时给我们提供了研究基因功能的强大工具。我们实验室也对RNAi在植物功能基因组中的应用有兴趣。

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