莫蓓莘、陈雪梅、唐贵良团队合作揭示DEAD-box解旋酶RCF1促进拟南芥miRNA生物发生的作用机制

MicroRNA（miRNA）是一类内生的、长度约20-24个核苷酸的小RNA，通过与靶mRNA互补配对而在转录后水平上负调控基因表达。miRNA的最初转录本为pri-miRNA，其在细胞核中加工形成前体pre-miRNA，随后在Dicer-like1（DCL1）核酸酶与辅助蛋白的共同作用下加工成miRNA/miRNA*双体。双链RNA结合蛋白HYPONASTIC LEAVES1（HYL1）和锌指蛋白SERRATE（SE）是剪切小体（Dicing bodies, D-bodies）中DCL1的两个重要伴侣因子，有助于提高miRNA加工的准确性和效率。

近年来，已鉴定出数十种影响pri-miRNAs结构、剪接、稳定性和微加工的调节因子，进而影响miRNA的生物发生。DEAD-box RNA解旋酶是一个高度保守、依赖ATP的RNA解旋酶大家族，广泛存在于真核生物和大多数原核生物中。在植物中，该解旋酶参与基因表达的多个过程，包括染色质重塑、转录、核糖体生物发生、pre-mRNA剪接、RNA降解、翻译和核质运输等。拟南芥基因组包含58个DEAD-box RNA解旋酶编码基因（AtRH1-58），其中AtRH6/8/12AtRH6/8/12已被发现通过与SE互作影响miRNA的加工，而AtRH27与pri-miRNAs相关并与HYL1和SE互作。然而，与酵母和哺乳动物相比，有关植物中RCF1的功能研究还十分有限。

2023年7月6日，The Plant Journal在线发表了题为“The DEAD-box helicase RCF1 plays roles in miRNA biogenesis and RNA splicing in Arabidopsis”的研究论文，报道了DEAD-box RNA解旋酶不仅促进pri-miRNAs的加工，而且促进含有内含子pri-miRNAs的剪接，从而促进miRNA的生物发生。

该研究揭示了拟南芥中的DEAD-box RNA解旋酶RCF1在pri-miRNA的加工和剪接以及pre-mRNA剪接中的功能。通过遗传筛选分离出一个具有miRNA生物发生缺陷的突变体，该缺陷是由RCF1中的隐性点突变（rcf1-4）所致。进一步分析发现RCF1促进D-body的形成，并促进pri-miRNAs和HYL1之间的互作。此外，含有内含子的pri-miRNAs和pre-mRNAs在rcf1-4中表现出全局剪接缺陷。总之，该项工作揭示了RCF1在拟南芥中miRNA生物发生和RNA剪接中的作用，为miRNA生物发生的转录后调控提供了新见解。

团队成员徐驰、河南农业大学青年教师张战辉副教授、深圳大学何娟博士为本文共同第一作者，深圳大学生命与海洋科学学院莫蓓莘教授、北京大学生命科学学院陈雪梅院士、河南农业大学/美国密歇根理工大学唐贵良教授为论文共同通讯作者，河南农业大学农学院汤继华教授、深圳大学刘琳副教授、助理教授崔洁以及硕士生白永生参与了该项研究。相关工作得到了国家自然科学基金（32270595，32171985）和深圳市基础研究专项（JCYJ20190808144415154）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/tpj.16366

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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