综述：结构决定功能——DCL1与pri-miRNA之间的结构互作

这篇综述深入探讨了植物microRNA（miRNA）生物合成中Dicer-like 1（DCL1）酶与初级miRNA转录本（pri-miRNA）的结构互作机制。通过冷冻电镜（cryo-EM）等结构生物学技术，揭示了植物特有的五种pri-miRNA加工途径（BTL/LTB/SBTL/SLTB/双向）及其15-17 nt/9-11 nt结构标尺规则，阐明了RNA二级结构（RSS）、错配位点和GC富集基序如何精确调控DCL1-HYL1-SE复合体的切割活性，为作物基因编辑提供了新思路。

　　

从pri-miRNA到功能：植物miRNA加工的复杂世界

在植物中，20-22 nt的microRNA（miRNA）通过调控基因表达在生长发育中发挥核心作用。与动物不同，植物pri-miRNA具有显著的结构异质性，其加工完全依赖DCL1酶完成两次切割。这个精密过程需要HYL1和Serrate（SE）蛋白辅助，形成典型的2 nt 3'突出端，并经HEN1甲基化修饰保护稳定性。

加工途径与pri-miRNA的结构决定因素

植物存在五种独特的pri-miRNA加工机制：从基部到环（BTL）、从环到基部（LTB）及其连续变体（SBTL/SLTB），以及双向加工途径。冷冻电镜结构显示，15-17 nt的内部环是保守的结构标尺，而9-11 nt的标尺更常见于LTB加工。双向加工则通过大型内部环或末端分支环实现路径选择。

错配（MM）特性显著影响加工精度：C-C错配会严重损害DCL1切割，而A-C/U-U错配影响较小。有趣的是，关闭miRNA双链下方的错配仅影响第二刀精度，而上部错配会导致加工路径从BTL转为LTB。GC富集基序（位置8-9和18-19）的存在使加工效率提升，这与其它DCL同源物的siRNA加工规律一致。

DCL1的结构复杂性及其对miRNA生物合成的影响

DCL1包含七个功能域：解旋酶、DUF283、PAZ、两个RNase III和两个dsRBD。冷冻电镜显示其与pri-miRNA166f结合时存在23°的RNA骨架弯曲。PAZ域通过识别内部环确保切割位点精确定位，而RNase III域通过Mg²⁺协调实现双链切割。值得注意的是，dsRBD1直接结合dsRNA，其中R1736、Q1743等残基对底物识别至关重要。

DCL1的加工伙伴HYL1和SE

HYL1通过其dsRBD1结合GC富集序列，而dsRBD2主要介导蛋白互作。SE的锌指基序对DCL1结合不可或缺，其N端区域通过液-液相分离形成D-body。尽管多数pri-miRNA加工依赖HYL1/SE，但低温条件下GC含量高的pri-miRNA可绕过这一需求，揭示环境因素对加工通路的调控。

未来展望

植物pri-miRNA与加工复合体的结构互作研究仍存在多个关键问题：DCL1-SE-HYL1全复合体的三维结构、共转录与转录后加工的时空动态、以及种内/种间变异对加工模式的影响。这些问题的解决将推动作物精准育种中miRNA通路的定向改造应用。