解构秀丽隐杆线虫pri-miRNA加工复合体的分子机制

20-01-2023
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香港科技大学的研究团队解构了秀丽隐杆线虫 (C. elegans) pri-miRNA 的加工机制。
 

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图中的两条线虫展现了了其pri-miRNA的 结构,而后Drosha蛋白 和 Pasha蛋白共同加工 pri-miRNA。
 

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论文的共同作者为阮娧琳博士(左)和Trung Duc NGUYEN(右)。

        小分子核糖核酸(microRNAs,以下简称miRNAs)是一种在动物和人类基因调控中发挥重要作用的小型核糖核酸(RNA),一直令许多科学家为之着迷。在生物学和医学中,一項非常重要的研究范畴就是miRNA如何控制和调节基因表达,因为科学界一般相信,这个课题对理解细胞突变有重大作用,对於治疗癌症和其他与细胞突变有关的疾病,至为关键。

         虽然miRNA及其在人类中的生物起源已是科学界的热门题目,但针对其他动物中的miRNA加工复合体(一种启动miRNA生物起源的蛋白质复合物)的研究却相当缺乏。最近,香港科技大学(科大)的研究团队揭示了秀丽隐杆线虫加工复合体(cMP)的基本机制,该研究为未来线虫中miRNA相关研究铺平了道路,并为探索miRNA在所有生物中发挥的作用,提供更广泛的视觉。

        该研究最近在开放获取期刊Nucleic Acids research上发表。

        领导这项研究的科大生命科学部助理教授阮俊英教授说:「秀丽隐杆线虫加工复合体(cMP)的分子机制自18年前发现以来,一直没有详细阐明。当然,出于充分的理由,许多人关注于人源miRNA的研究,但是对于秀丽隐杆线虫中这种复合体卻缺乏基本信息,所以引发了我們的研究。」

        阮教授和他的团队通过进行高通量pri-miRNA切割实验,解构线虫中pri-miRNA加工复合体(cMP)的分子机制。在此过程中,他们发现了一项cMP独有的分子机制,与科学界一直已知的人源pri-miRNA加工复合体(hMP)分子机制非常不同。

        阮教授续解释:「我们证实了cMP由两个亚基组成,即cDrosha和Pasha,每个亚基都有自己的能力来测量秀丽隐杆线虫pri-miRNA的茎长。这两个亚基可以使用其独特的测量方法确定复合物的切割位点。更重要的是,我们揭示的机制在许多方面与人源MP(hMP)不同,例如,人源DROSHA仅测量13 bp并确定hMP的切割位点,而DGCR8(Pasha人源同源物)似乎根本没有能力测量或确定切割位点。」

        随着cMP机制的显现,阮教授期待更深入研究cMP/cel-pri-miRNA的结构,找出更多问题的答案。

         他表示:「我们现在知道了Pasha的dsRBD和linker对于25 bp上茎测量是必需的,但在充分了解这些底物的结构基础的旅程上,我们才刚刚开始,相信这个领域的將吸引更多的同業加入。」

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