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水稻microRNA的效應復合體和靶標

2009年11月10日，北京生命科學研究所戚益軍實驗室在The Plant Cell雜志在線發表題為“水稻microRNA的效應復合體和靶標”的研究論文。該論文報道了水稻中microRNA （miRNA）效應復合體的生化特性，并在基因組水平系統分析了受miRNA調控的靶標基因。

miRNAs是一類在真核生物中廣泛存在的，可以調控靶標基因表達的非編碼RNAs。miRNAs通過與Argonaute蛋白結合后形成基因沉默效應復合體，切割靶標mRNA或抑制其翻譯。水稻（Orzya_sativa）編碼四個Argonaute1同源基因（AGO1a, AGO1b, AGO1c, and AGO1d）。戚益軍實驗室利用RNAi方法同時敲除了水稻的四個AGO1基因，發現轉基因植株具有復雜的發育表型，并且許多miRNAs的靶標基因表達量上升。作者純化了其中三個AGO1復合體，AGO1a，AGO1b，和AGO1c。研究發現這三個AGO1蛋白都具有切割mRNA的活性，并且它們都對U 起始的小分子RNA具有偏好性。作者進一步克隆了與AGO1結合的小分子RNAs并進行高通量測序，發現AGO1s主要結合已知的miRNAs，而且大部分miRNAs均勻地分配到每一個AGO1中，表明這些AGO1s具有功能上的冗余性。同時，該研究還發現了一部分miRNAs只進入其中某一個或某兩個AGO1蛋白，說明這些AGO1s在功能上也具有一定的特異性。本研究還對水稻MiRNAs的標靶基因進行了全基因組水平的分析和驗證，發現這些目標靶基因編碼包括參與重要發育的轉錄因子和參與其它各種生理過程的蛋白，揭示了miRNAs在水稻生長發育過程中發揮著非常重要而廣泛的作用。

北京生命科學研究所博士研究生武亮，技術員張青青和周環宇為該文章的共同*作者，論文的其他作者還有倪方銳和鄔雪影。戚益軍博士為本文的通訊作者。此項研究為科技部863計劃和北京市科委資助課題，在北京生命科學研究所完成。