内源性靶向microRNA降解位点簇诱导不同microRNA家族选择性衰变的机制研究

本研究揭示了果蝇Kah转录本中存在独特的"触发簇"结构，能够通过非典型3'端碱基配对诱导miR-279家族和miR-9b的靶向降解(TDMD)。研究人员利用Ago1-CLASH技术发现这种新型触发机制仅需3个3'碱基对即可介导miRNA降解，突破了传统TDMD需要广泛3'互补配对的认知，为理解microRNA动态调控提供了新视角。

　　

在基因表达的精密调控网络中，microRNA（miRNA）作为关键的转录后调控因子，其丰度的动态平衡对生物体发育和细胞功能至关重要。然而长期以来，科学界对miRNA降解机制的理解远不如对其生物发生过程深入。靶向microRNA降解（Target-directed microRNA degradation， TDMD）作为一种特殊的miRNA衰变途径，已知需要触发RNA与miRNA形成广泛的3'端互补配对。但近年研究发现，某些miRNA的降解似乎不受此规则限制，暗示着更复杂的调控机制存在。这项发表在《Cell Reports》的研究，通过前沿技术揭示了内源性"触发簇"的全新作用模式。

研究团队主要采用Ago1-CLASH（crosslinking， ligation， and sequencing of hybrids）技术鉴定miRNA-靶标相互作用，结合CRISPR-Cas9基因编辑构建敲除细胞系，通过准确测序定量（AQ-seq）和近红外Northern blot分析miRNA表达变化。利用SHAPE-MaP（selective 2'-hydroxyl acylation analyzed by primer extension and mutational profiling）进行RNA结构探测，并通过报告基因系统验证触发功能。

【Ago1-CLASH suggests a cluster of TDMD triggers in Kah】

研究发现Kah转录本包含两个独立触发位点：一个典型触发靶向miR-9b，另一个非典型触发靶向miR-279家族（含miR-279/-286/-996）。Northern blot显示双触发缺失导致两类miRNA同时积累，而AQ-seq证实仅引导链显著增加，符合TDMD特征。

【The Kah transcript regulates the abundance of distinct miRNA families】

通过特异性敲除miR-279家族触发位点，发现Kah转录本丰度意外降低50%。报告基因实验证实两个触发位点功能独立，且miR-92b可能受第三个未知触发调控，表明Kah作为"触发簇"具有复杂调控网络。

【The Kah trigger cluster differentially influences miRNA tailing， trimming， and function】

结构分析显示miR-279家族触发仅需3个3'碱基对，却能引发显著miRNA缩短（trimming）而非尾部添加（tailing）。靶基因分析证实TDMD解除后，miR-279家族靶标抑制增强程度高于miR-9家族，反映其更强的调控效力。

【The Kah-279 trigger requires 3′ base-pairing to induce miR-279 family turnover】

通过设计系列突变体报告基因，证明即使仅保留2个3'碱基对的Kah-2nt Mut仍能介导降解，而完全去除3'配对的Kah-3'Mut则失效，确立了最小3'配对需求。

【Structural probing into the Kah trigger cluster】

SHAPE-MaP揭示Kah 3'UTR以线性结构为主，触发位点位于单链区。删除侧翼序列会完全丧失触发功能，表明局部RNA结构对TDMD效率具有关键调控作用。

这项研究突破了TDMD必须依赖广泛3'配对的传统认知，首次报道内源性"触发簇"可同时调控不同miRNA家族。发现的非典型触发机制（仅需3个3'碱基对）拓展了对AGO蛋白构象变化的理解边界。技术层面，Ago1-CLASH与SHAPE-MaP的创新应用为鉴定其他非典型触发提供了范式。理论意义上，这种"一石多鸟"的触发簇设计可能代表真核生物精细调控miRNA网络的新策略，对理解发育时序调控和设计miRNA干预工具具有重要启示。研究也存在局限，比如果蝇S2细胞模型可能掩盖组织特异性效应，且Kah表达降低的分子机制尚未阐明，这些都为后续研究指明了方向。