武汉大学Cell发表miRNA研究重要发现

【字体: 时间:2014年08月04日 来源:生物通

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  来自武汉大学、加州大学圣地亚哥分校的研究人员证实,在肌肉分化过程中一种叫做miR-1的小RNA分子直接增强了线粒体基因的表达。这一重要的研究发现发表在7月31日的《细胞》(Cell)杂志上。

  

生物通报道 来自武汉大学、加州大学圣地亚哥分校的研究人员证实,在肌肉分化过程中一种叫做miR-1的小RNA分子直接增强了线粒体基因的表达。这一重要的研究发现发表在7月31日的《细胞》(Cell)杂志上。

领导这一研究的是现任职于武汉大学及加州大学圣地亚哥分校的付向东(Xiang-Dong Fu)教授,其早年毕业于武汉大学病毒学系,是著名的美籍华人科学家,在分子生物学、生物化学等领域有较深造诣,在生命科学界付向东因发现SR家族的剪接因子和一个新的激酶家族而为众人瞩目。已在美国获得专利两项,在国际学术期刊发表论文100多篇,其中Nature 、Science、Cell论文十余篇(延伸阅读:付向东教授Cell子刊:癌症中的过犹不及)。

MicroRNAs(miRNAs)是一类长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,它能与mRNA的特定位点结合,参与转录后基因表达调控,从而抑制蛋白质的合成。近年来大量的研究证实, miRNAs在调节基因转录与表达,调控生物体正常发育等各个生理过程中扮演重要角色,同时也对人类疾病的防治以及生物进化探索有着重要意义。

miRNAs的表达具有明显的组织特异性和发育阶段特异性。以往的研究已发现了一些在骨骼肌和心肌中特异表达的miRNAs。并证实miRNAs在肌肉的增殖、分化等发育过程中发挥重要的调节作用, miRNAs的表达异常与某些肌肉疾病的病理过程有关。

线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的半自主细胞器。它是细胞内氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷(ATP)的主要场所,为细胞的活动提供了能量,有“细胞动力工厂”之称。除了为细胞功能外,线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程,并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。

在这篇文章中研究人员报告称,发现了一种在肌生长过程中特异性诱导表达的miRNA——miR-1。他们证实miR-1有效地进入到线粒体中,在那里它出乎意料地刺激了线粒体基因组编码的特异性转录物翻译。

研究人员证实,特异性的miR:mRNA碱基配对和Ago2是产生这一正效应的必要条件。他们通过交联免疫沉淀结合深度测序(crosslinking immunoprecipitation coupled with deep sequencing,CLIP-seq),利用线粒体靶向Ago2挽救功能,以及在细胞质中选择性抑制这一miRNA机器等方法,证实了Ago2对线粒体基因表达发挥直接作用。

这些研究结果证实了miR-1在线粒体基因表达中发挥正向功能,通过在线粒体中增强基因表达以及在细胞质中抑制基因表达,miR-1介导了一个高度协调的肌肉生成程序。由此本研究揭示了线粒体基因表达一种新调控方式,对肌肉细胞发育程序提供了新的阐释。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

MicroRNA Directly Enhances Mitochondrial Translation during Muscle Differentiation

MicroRNAs are well known to mediate translational repression and mRNA degradation in the cytoplasm. Various microRNAs have also been detected in membrane-compartmentalized organelles, but the functional significance has remained elusive. Here, we report that miR-1, a microRNA specifically induced during myogenesis, efficiently enters the mitochondria where it unexpectedly stimulates, rather than represses, the translation of specific mitochondrial genome-encoded transcripts……

 

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