植物内源激素油菜素内酯负调控miRNA靶基因的翻译抑制

　　植物体内非常重要的小分子非编码RNA——miRNA在翻译水平介导的靶标基因抑制是一种非常保守的基因沉默机制。在模式植物拟南芥中，miRNA被装载到其效应分子ARGONAUTE1（AGO1）蛋白上，以碱基互补配对的方式与其靶标mRNA结合，最终诱导细胞质中靶基因mRNA的切割，或者在内质网中抑制靶基因mRNA的翻译。与此一致的是，AGO1蛋白在细胞质、内质网、以及细胞核中均有分布。然而，AGO1在不同亚细胞区间的分布和定位模式与其介导靶基因沉默的方式和效率是否有关尚不清楚。

　　JIPB近日在线发表了复旦大学生命科学学院郑丙莲课题组题为“Brassinosteroids inhibit miRNA-mediated translational repression by decreasing AGO1 on the endoplasmic reticulum”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.13139）。该研究发现植物内源激素油菜素内酯（brassinosteroids, BR）通过干扰miRNA效应蛋白AGO1在内质网上的分布和定位模式，负调控miRNA介导的靶基因的翻译抑制。

　　郑丙莲课题组研究发现在BR生物合成受损的拟南芥rot3突变体中，多个miRNA靶基因的转录水平不受影响，但是其蛋白水平明显降低；外源BR处理拟南芥植物则会导致miRNA靶基因的蛋白水平明显上调，且转录水平不发生变化。这些结果说明BR负调控miRNA介导的靶基因的翻译抑制。随后，通过亚细胞定位观察发现，外源BR的处理导致miRNA的效应蛋白AGO1在内质网上的分布降低，且定位模式发生紊乱；相反，无论在BR合成缺陷突变体 (det2和rot3) 还是BR受体bri1突变体中，AGO1在内质网上的分布和定位均增加。这些结果进一步说明BR负调控miRNA介导的靶基因的翻译抑制是通过减少AGO1在内质网上的分布有关。令人意外的是，该研究还发现AGO1与ROT3直接相互作用，且该相互作用完全依赖于ROT3蛋白上的两个GW repeat 结构域，反过来最终促进ROT3功能的发挥。综合以上结果，该研究证明了植物激素BR可以通过抑制AGO1在内质网上的分布来负调控miRNA介导的翻译抑制，为理解miRNA途径与植物内源激素途径相互交流的调控机制研究提供了重要线索。

　　油菜素内酯负调控miRNA介导的靶基因的翻译抑制

　　（A）拟南芥根部细胞中AGO1和ER标记蛋白在外源BR处理前后的亚细胞定位，标尺是10 µm；（B）油菜素内酯负调控miRNA介导的靶基因的翻译抑制的模型。

　　郑丙莲课题组近年来在植物小RNA及套索RNA等非编码RNA的功能和作用机制研究领域内取得了一系列进展。这篇文章进一步揭示了miRNA作用方式如何受到内源激素调控的新机制。在读博士生王泰云为该论文的第一作者，郑丙莲研究员为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金的资助。