清华大学教授Nature Plants揭示miRNA作用新机制

　　

2015年6月1日，戚益军研究组在Nature Plants发表题为“Transcription and processing of primary microRNAs are coupled by Elongator complex in Arabidopsis”的研究论文。该论文报道了Elongator复合体参与拟南芥miRNA产生过程的分子机制，揭示了植物中miRNA前体的转录和加工是一个偶联过程，而Elongator复合体在该偶联过程中起到媒介作用。
 
miRNA是一类长约21个核苷酸的内源小RNA，它们可与Argonaute家族蛋白结合形成效应复合体，通过切割靶标mRNA或抑制其翻译调节基因表达。

miRNA的产生主要包括两个步骤：1）在MIRNA基因位点由Pol II转录出其前体（primary miRNA, pri-miRNA）；2）pri-miRNA被Dicer-like 1 (DCL1)加工形成成熟的miRNA。

戚益军研究组利用正向遗传筛选方法，发现在真核生物中高度保守的Elongator复合体同时参与miRNA的转录和加工。他们的研究表明，拟南芥中Elongator的缺失会导致pri-miRNA转录水平的下降；同时，Elongator可与pri-miRNA加工复合体相互作用，并影响复合体中核心蛋白DCL1的正确定位。进一步研究发现，pri-miRNA和DCL1都富集于MIRNA基因位点的染色质上，并且DCL1与染色质的相互作用依赖于Elongator和pri-miRNA的存在。

这些研究结果意味着植物中pri-miRNA的转录和加工是偶联的，而Elongator很可能作为偶联的桥梁，使pri-miRNA的加工更加高效、有序。同期Nature Plants 在“News & Views”中对该发现发表了评论文章。
 
清华大学生命学院博士后方晓峰为该论文的第一作者，其他作者包括博士生崔雨薇和李瑶曦等。戚益军教授为该论文的通讯作者。该研究获得了清华-北大生命科学联合中心、科技部和国家自然科学基金委的经费支持。

原文摘要：

Transcription and processing of primary microRNAs are coupled by Elongator complex in Arabidopsis

MicroRNAs (miRNAs) are a class of small non-coding RNAs that play important regulatory roles in gene expression in plants and animals. The biogenesis of miRNAs involves the transcription of primary miRNAs (pri-miRNAs) by RNA polymerase II (RNAPII) and subsequent processing by Dicer or Dicer-like (DCL) proteins. Here we show that the Elongator complex is involved in miRNA biogenesis in Arabidopsis. Disruption of Elongator reduces RNAPII occupancy at miRNA loci and pri-miRNA transcription. We also show that Elongator interacts with the DCL1-containing Dicing complex and lack of Elongator impairs DCL1 localization in the nuclear Dicing body. Finally, we show that pri-miRNA transcripts as well as DCL1 associate with the chromatin of miRNA genes and the chromatin association of DCL1 is compromised in the absence of Elongator. Our results suggest that Elongator functions in both transcription and processing of pri-miRNAs and probably couples these two processes.