填补空白 解析玉米miRNA研究

　　

生物通报道：微小RNA(microRNA，简称miRNA)是生物体内源长度约为20－23个核苷酸的非编码小RNA，通过与靶mRNA的互补配对而在转录后水平上对基因的表达进行负调控，导致mRNA的降解或翻译抑制。自2006年诺贝尔生理学或医学奖授予RNA(核糖核酸)干扰机制的发现者，小RNA，以及RNAi就变成研究者们手中的一块“香馍馍”。

但是由于玉米全基因组测序工作开展较晚, 已经鉴定登记的miRNAs很少, 对靶基因的调控作用尚不清楚，近期一项研究填补了这一空白，研究人员根据miRNA进化上的保守性, 以已知的植物miRNAs为探针, 与相关数据库中玉米表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)中的非编码序列比对, 共发现11个新的miRNA前体。虽然在序列长度和二级结构方面各有变化, 但这11个前体均可折叠形成miRNA家族的标准二级结构。通过靶基因预测, 找到其中7条miRNAs的26个靶基因, 分别编码与新陈代谢、信号转导、转录调节、跨膜运输、生物和非生物胁迫及叶绿体组装等相关的蛋白。这些miRNAs及其靶基因的鉴定, 补充了miRNA数据库的不足。

植物miRNA的靶基因大多编码转录因子, 与植物的生长、发育密切相关 。有些miRNAs在调节植物对干旱、高盐和营养缺陷等环境胁迫方面起重要作用 。虽然用直接克隆的方法可以建立不同组织、不同发育时期或不同生长条件下的 miRNA 基因文库, 但这种方法对低丰度 miRNAs 的鉴定却相当困难, 而且不可避免大量的重复测序 。因为大部分成熟 miRNAs 序列在植物中是高度保守的, 所以可以通过表达序列标签(EST)和基因组序列(GSS)的生物信息学比对, 搜索或预测其他植物中的未知miRNAs, 再根据 miRNAs 与靶基因 mRNAs 完全或部分互补的特性预测其靶基因。

这项研究新鉴定的11条miRNAs, 有7条miRNAs 靶定26个功能基因, 分别编码与新陈代谢、信号转导、转录调节、跨膜运输、生物和非生物胁迫及叶绿体组装等相关的蛋白。由此说明, miRNAs 在基因表达调控中的作用是广泛的。

近年来, 发现和鉴定的 miRNAs 越来越多, 但植物 miRNAs 只占其中很小一部分, 且主要集中于拟南芥和水稻等少数模式植物, 其功能还有待进一步解明 。在 miRNA 数据库)登记的玉米 miRNAs 序列还不多。玉米全基因组的测序即将完成, 大量的 EST和 GSS序列信息也可利用, 为 miRNAs 及其靶基因的生物信息学预测奠定了良好的基础。这项根据 miRNAs 进化上的保守性, 以已知的植物 miRNAs 为探针, 与相关数据库中玉米 EST 和 GSS 序列中的非编码序列比对, 预测玉米新的 miRNAs 及其靶基因, 补充玉米miRNA 数据库的不足。

（生物通：万纹）