山国武获论文在线 茎结构区域与相应靶基因的序列相似性。 Heisel等表明 mirNA- like hairpin基因也存在类似 的进化机制,认为POT基因可能是Os06g21900的祖先基因。然而,由于 tasiRNA位点并未发 现类似 miRNA的具有回文结构的转录本,而且 tasirNA双链的形成依赖于RDR蛋白而不是 130DCL蛋白,表明 asianA的起源可能有着不同的机制( Allen et al.2004)吗。实际上, Vazquez 等围首次在拟南芥中发现 asianA时就指出由于 tasiRNA位点与相应的靶基因间缺少总体的 相似性,因此 asiaNA可能起源于另一种机制。 Axtell等在对高等植物中普遍保守的一类 tasirNA基因TAS3的研究中提出了“two- hit trigger”一即miR390结合在TAS3基因两端进行剪 切产生具有两个mR390结合位点的转录本,可能与 tasiRNA产生相位排列 SIRNA有关。 Howell 135等认为TAS基因可能起源于mRNA调控的编码基因。作为一个正在快速扩增的基因家族, PPRP基因与已知的TAS位点很相似,它产生很多21nt相位排列的小RNA,而这些小RNA也 负责在转录后期调控PPR-P基因。通过基因漂变或重组事件导致编码功能丧失而保留小RNA 作用位点和相位排列的sRNA序列产生区域,可能是新的TAS位点产生的一种进化机制。 Shen等对禾本科的TAS3位点进行了系统进化研究,发现基因或染色体复制导致了TAS3基 140因成员的扩增,部分成员在一些物种中发生了丢失。 Johnson等2发现的与水稻花序发育相 关的相位排列的小RNA与 tasiRNA有很多不同: tasiRNAs成员很少并且在大部分组织中均表 达,而该类小RNA有数百个位点聚集分布在几个小RNA簇中,几乎只在花絮发育组织中表 达。而且,不论是2lnt还是24nt,这类小RNA只在5’端存在22nt相位排列的模式序列,表现 出与拟南芥中特有的TAS1和TAS2基因类似的、不同于TAS3的“ one hit”机制。而最新的 145研究结果表明,这些介导产生 phasiRNA的mRNA可能来自共同一个祖先序列,且进化上可 能存在保守性 2内源 miRNA诱捕靶标(IM研究进展 21leTM简介 MRNA在动物和植物的生长发育中起着重要的调控作用。为了实现这些调控功能, 150 mIRNA先与AGO蛋白形成复合物,再通过碱基互补配对来绑定特定的信使RNA序列,导致 信使RNA的翻译受阻或在特定位点剪切3。 franco- Zorrilla等在拟南芥中发现了一个由 磷酸盐饥饿诱导不编码蛋白的基因IPSl。该基因能够与拟南芥中的miR399的序列绑定在一 起,但是在miR399的剪切位点形成了一个环状凸起结构。因此IPSl基因无法被切割,却 能将miR399隔绝起来。而miR399真正的靶向基因是PHO2,该基因编码泛素结合酶,对维 155持细胞内蛋白质的产生和降解的平衡及维持细胞的稳态和正常功能方面起着重要作用。 IPSl基因的存在,使得mR399靶向PHO2基因的活性受到抑制,像类似这种具有抑制 miRNA功能的长非编码RNA,定义为eIM( Endogenous Target Mimics) 22利用人工诱捕靶标( artificial target mimics来分析mRNA功能 在植物中,存在着大量 miRNA,其中很大部分的功能还是未知的,那么如何来检验 160mRNA的功能?因为eTM对其特定的mRNA呈现一个负相关调控作用,而且 miRNA与eTM 绑定在一起却无法进行切割, Todesco m等根据这一机理开发了一些诱捕靶标模拟序列, 转入拟南芥中,使它们顺利表达,来对拟南芥中的 miRNA功能进行预测。结果发现在所有 71个拟南芥mRNA家族中,有14个 mirNA家族功能因其表达受到抑制,导致拟南芥形态上 的异常。通过比较,他们发现高度保守的mRNA往往对植物的生长有很大的影响,而那些http://www.paper.edu.cn - 5 - 中国科技论文在线 茎结构区域与相应靶基因的序列相似性。Heisel等[16]表明miRNA-like hairpin基因也存在类似 的进化机制，认为POT基因可能是Os06g21900的祖先基因。然而，由于tasiRNA位点并未发 现类似miRNA的具有回文结构的转录本，而且tasiRNA双链的形成依赖于RDR蛋白而不是 130 DCL蛋白，表明tasiRNA的起源可能有着不同的机制（Allen et al. 2004）[18]。实际上，Vazquez 等[8]首次在拟南芥中发现tasiRNA时就指出由于tasiRNA位点与相应的靶基因间缺少总体的 相似性，因此tasiRNA可能起源于另一种机制。Axtell 等[10]在对高等植物中普遍保守的一类 tasiRNA基因TAS3的研究中提出了“two-hit trigger”—即miR390结合在TAS3基因两端进行剪 切产生具有两个miR390结合位点的转录本，可能与tasiRNA产生相位排列siRNA有关。Howell 135 等[1]认为TAS基因可能起源于miRNA调控的编码基因。作为一个正在快速扩增的基因家族， PPR-P基因与已知的TAS位点很相似，它产生很多21nt相位排列的小RNA，而这些小RNA也 负责在转录后期调控PPR-P基因。通过基因漂变或重组事件导致编码功能丧失而保留小RNA 作用位点和相位排列的siRNA序列产生区域，可能是新的TAS位点产生的一种进化机制[1]。 Shen等[32]对禾本科的TAS3位点进行了系统进化研究，发现基因或染色体复制导致了TAS3基 140 因成员的扩增，部分成员在一些物种中发生了丢失。Johnson等[22]发现的与水稻花序发育相 关的相位排列的小RNA与tasiRNA有很多不同：tasiRNAs成员很少并且在大部分组织中均表 达，而该类小RNA有数百个位点聚集分布在几个小RNA簇中，几乎只在花絮发育组织中表 达。而且，不论是21nt还是24nt，这类小RNA只在5’端存在22nt相位排列的模式序列，表现 出与拟南芥中特有的TAS1和TAS2基因类似的[11]、不同于TAS3的“one hit”机制。而最新的 145 研究结果表明，这些介导产生phasiRNA的miRNA可能来自共同一个祖先序列，且进化上可 能存在保守性[30]。 2 内源 miRNA 诱捕靶标(eTM)研究进展 2.1 eTM简介 MiRNA在动物和植物的生长发育中起着重要的调控作用。为了实现这些调控功能， 150 miRNA先与AGO蛋白形成复合物，再通过碱基互补配对来绑定特定的信使RNA序列，导致 信使RNA的翻译受阻或在特定位点剪切 [33,34]。Franco-Zorrilla等[35]在拟南芥中发现了一个由 磷酸盐饥饿诱导不编码蛋白的基因 IPS1。该基因能够与拟南芥中的miR399的序列绑定在一 起，但是在miR399的剪切位点形成了一个环状凸起结构。因此 IPS1 基因无法被切割，却 能将miR399隔绝起来。而miR399真正的靶向基因是 PHO2，该基因编码泛素结合酶，对维 155 持细胞内蛋白质的产生和降解的平衡及维持细胞的稳态和正常功能方面起着重要作用[35]。 IPS1基因的存在，使得miR399靶向 PHO2 基因的活性受到抑制，像类似这种具有抑制 miRNA功能的长非编码RNA，定义为 eTM (Endogenous Target Mimics) 。 2.2 利用人工诱捕靶标(artificial target mimics)来分析miRNA功能 在植物中，存在着大量miRNA，其中很大部分的功能还是未知的，那么如何来检验 160 miRNA的功能？因为eTM对其特定的miRNA呈现一个负相关调控作用，而且miRNA与eTM 绑定在一起却无法进行切割，Todesco M等[37]根据这一机理开发了一些诱捕靶标模拟序列， 转入拟南芥中，使它们顺利表达，来对拟南芥中的miRNA功能进行预测。结果发现在所有 71个拟南芥miRNA家族中，有14个miRNA家族功能因其表达受到抑制，导致拟南芥形态上 的异常。通过比较，他们发现高度保守的miRNA往往对植物的生长有很大的影响，而那些