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号外,号外,听说联川生物可以做phasiRNA分析了

蒋建国 联川生物 2022-05-21

你不知道的phasiRNA

近年来,陆续有研究发现了非编码RNAs在调节生物学过程中的作用。我们知道small RNA在植物中参与调控一系列重要的生命活动,包括植株生长发育、胁迫因子应答和抵御病原菌入侵等等。Small RNA大家族包含microRNA (miRNA)、ta-siRNA/phasiRNA(trans-acting/phased siRNA)、nat-siRNA(natural antisense siRNA)、hc-siRNA(heterochromatic siRNA),这其中miRNA和phasiRNA近年来研究较多。miRNA对于我们来说已经再熟悉不过了,所以miRNA的相关研究小编在此就不详细介绍了。咱们今天要介绍的主角叫phasiRNA,phasiRNA是什么?它是怎么产生的呢?它又有哪些功能呢?带着这些疑问,跟随便小编一一解密,小编将详细的为读者朋友们介绍。

01▷▶▶▶

phasiRNA全称phased small interfering RNA,即阶段性小干扰RNA。较早发现的tasiRNA是由miRNA触发非编码TAS转录物裂解产生的一类次级siRNAs,它们能以反式作用的方式抑制靶基因转录物的转录水平。参与tasiRNA生物合成的蛋白主要包括RDR3、SGS3、DCL4、AGO1、AGO7等。但后来发现有些tasiRNA还可以顺式作用其转录本,由此利用更为广泛的名称“phased siRNA”来以代之。在这里“phased”一词表示小RNA是从头到尾依次裂解产生的。

Figure 1. In-Phase Processing of ta-siRNAs Directed by miR173. Diagrammatic representation of TAS1c and TAS2. Predicted or validated ta-siRNAs are shown in red; all other cloned small RNA sequences are shown in black.


PhasiRNA有两种产生机制:“one-hit”和“two-hit”模式。

“one-hit”模式中,长度为22nt 的miRNA从3’端向其靶位点方向裂解mRNA产生phasiRNAs。而在“two-hit”模式中,前体包含两个miRNA靶位点,裂解仅发生在3’端位点上,即从5’端向3’端靶位点方向依次裂解产生phasiRNA。

 

Figure 2. Pathways for the Biogenesis of PhasiRNAs Modeled on Arabidopsis.


那么,phsiRNA有哪些功能呢?

研究发现,TAS3的ta-siRNAs或者tasiR-ARFs,通过对ARF3/ETTIN的负调控,来抑制拟南芥生长阶段从幼苗到成株的转化。

miRNA触发产生的次级siRNA 可以由很多植物基因组中的蛋白编码基因产生,而且次级siRNA可以靶向多个家族基因,在家族基因的进化上起到调控作用。

phasiRNA的靶基因在多种转录调控过程中扮演着重要的角色,如细胞形成、分生组织形成、细胞周期和花色素苷合成等等。

很多phasiRNAs靶向转录物后,都可以通过顺式或反式的方式调控转录物中的其他位点,呈现出一个自增强的调控网络。



我们已经知道,phasiRNA参与众多植物内重要家族的调控网络。而今,对于phasiRNA在不同植物中涉及的具体功能的报道依然缺乏,phasiRNA的很多功能还在不断被挖掘,其研究潜力十分巨大。正如非编码序列这个“Dark Matter”逐渐被学者照亮,phasiRNA在参与植物生长发育、胁迫因子应答和抵御病原菌入侵等各种机制中也会逐渐被点亮。


未完待续...............


参考文献

1)Arikit, S, J Zhai, B C Meyers. 2013. Biogenesis and function of rice Small RNAs from non-coding

RNA precursors. Curr Opin Plant Biol16(2): 170-179

2)Axtell, M J, C Jan, R Rajagopalan, D P Bartel. 2006. A two-hit trigger for siRNA biogenesis in plants. Cell127(3): 565-577.

3)Borsani, O, J Zhu, P E Verslues, R Sunkar, J K Zhu. 2005. Endogenous siRNAs derived from a pair

of natural cis-antisense transcripts regulate salt tolerance in Arabidopsis.Cell123(7): 1279-1291.

4)Cuperus, J T, N Fahlgren, J C Carrington 2011. Evolution and functional diversification of MIRNA

genes. Plant Cell23(2): 431-442.

5)Fei, Q. et al. 2013. Phased, secondary, small interfering RNAs in posttranscrip-tional regulatory networks. Plant Cell(25): 2400-2415.

6)Allen, E. et al. 2005. microRNA-directed phasing during trans-acting siRNA bio-genesis in plants. Cell(121): 207-221.


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