戚益军教授Cell子刊发布小RNA研究新发现

　　

生物通报道  来自中国医学科学院、清华大学的研究人员在新研究中证实，在拟南芥中cma33 / XCT通过调节Dicer-Like（DCL）基因的转录调控了小RNA(sRNA)的生成。这一研究发现发表在8月刊的《分子植物》（Molecular Plant）杂志上。

现任职于中国医学科学院及清华大学的戚益军（Yijun Qi）教授是这篇文章的通讯作者。戚益军是RNAi方面的专家，研究居国际领先水平。近年来在Cell、Nature、Mol Cell等国际顶级杂志上发表了多篇重要的研究论文。

小分子RNA(Small RNAs ,sRNAs)是一类长约20-30核苷酸（nt）的非编码RNA分子，其介导的转录后基因调控是一种新型的基因调控机制（延伸阅读：中山大学《PNAS》文章聚焦小RNA  ）。它在植物生物学的各个方面，包括生长发育和适应外界各种环境胁迫的过程起着非常重要的调控作用。

在拟南芥中sRNAs主要分为三类DCL1依赖性microRNA (miRNA)、DCL3依赖性异染色质siRNA (hc-siRNA)和DCL4依赖性反式作用siRNA (ta-siRNA)。拟南芥中已知的sRNA都是经Dicer类似蛋白(Dicer-like, DCL)加工双链RNA前体而产生。

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miRNA是一类大约21个核苷酸长的sRNA。miRNA的产生过程包括由PolII转录出其前体（pri-miRNA）和由DCL1对pri-miRNA进行加工形成成熟的niRNA两个过程。miRNA与ARGONAUTE1(AGO1)结合形成RNA沉默复合物(RISC),主要通过切割靶基因mRNA或抑制翻译调节基因表达。在以往的研究中，戚益军教授课题组发现了一种miRNA活性减弱的突变体cma33。

在这篇文章中，研究人员鉴定和研究了cma33突变体。证实CMA33编码了一个核蛋白XAP5 CIRCADIAN TIMEKEEPER (XCT)，XCT之前被发现调节了植物的节律和乙烯反应。他们发现在ma33/xct突变体中，miRNA和hc-siRNAs、ta-siRNAs的累积均下降。进一步，他们发现cma33/xct突变体导致了DCL1、DCL3和DCL4表达量下降，但未影响sRNA生物合成信号通路中其他的基因。与此相一致，CMA33/XCT突变体中Pol II在这三个DCL基因上的结合减少。

这些研究数据表明了，CMA33/XCT通过调控DCL1、DCL3和DCL4的转录调节了sRNA的生成。

（生物通：何嫱）

作者简介：

戚益军

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
2011- 清华大学生命科学学院教授
2010-2011 北京生命科学研究所高级研究员
2006-2010 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

研究方向：
小分子RNA介导的RNA干扰 (RNA interference, RNAi) 是真核生物中的一种保守的基因表达调控机制。它在发育调控，抵抗病毒侵染，以及染色质修饰等诸多生物学过程中起到重要的作用。在植物中存在复杂的RNAi通路，其中包括miRNA介导的mRNA靶标切割或翻译抑制和siRNA介导的DNA和组蛋白甲基化进而引起转录水平的基因沉默。我们实验室综合遗传学，分子生物学，生物化学和生物信息学的方法，以拟南芥，水稻和衣藻为模式生物，研究中RNAi的作用机理和功能。我们的主要兴趣包括RNAi效应复合物的形成，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。

生物通推荐原文摘要：

CMA33/XCT Regulates Small RNA Production through Modulating the Transcription of Dicer-Like Genes in Arabidopsis

Small RNAs (sRNAs) play important regulatory roles in various aspects of plant biology. They are processed from double-stranded RNA precursors by Dicer-like (DCL) proteins. There are three major classes of sRNAs in Arabidopsis: DCL1-dependent microRNA (miRNA), DCL3-dependent heterochromatic siRNA (hc-siRNA), and DCL4-dependent trans-acting siRNA (ta-siRNA). We have previously isolated a mutant with compromised miRNA activity, cma33. Here we show that CMA33 encodes a nuclear localized protein, XAP5 CIRCADIAN TIMEKEEPER (XCT). The cma33/xct mutation led to reduced accumulation of not only miRNAs but also hc-siRNAs and ta-siRNAs. Intriguingly, we found that the expression of DCL1, DCL3, and DCL4, but not other genes in the sRNA biogenesis pathways, was decreased in cma33/xct. Consistent with this, the occupancy of Pol II at DCL1, DCL3, and DCL4 genes was reduced upon the loss of CMA33/XCT. Collectively, our data suggest that CMA33/XCT modulates sRNA production through regulating the transcription of DCLs.