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2025年7月20日,北京大學陳雪梅團隊應邀在Nature Reviews Molecular Cell Biology期刊發表了題為“Plant microRNA maturation and function”的綜述文章。該論文系統梳理了植物microRNA(miRNA)研究領域近20年來的重大發現,重點探讨了植物miRNA的生物合成、miRNA裝載至ARGONAUTE1(AGO1)亞細胞動态特征以及miRNA與翻譯調控的複雜關系,為這一前沿領域提供了綱領性指導。
自2002年科學家首次在植物中發現miRNA以來,這類長約21-24個核苷酸的小分子RNA一直是分子生物學研究的焦點。過去二十年裡,研究者已逐步揭示miRNA從基因編碼到功能機制的全生命周期:包括編碼基因的轉錄調控、前體加工複合體(微處理器複合體)的精确剪切、與AGO1蛋白組裝形成功能複合體,最終靶向mRNA調控基因表達的完整通路。該綜述不僅闡述了miRNA的生物合成和調控機制,也全面總結了miRNA及其功能複合體核質穿梭的動态調控,并提及miRNA在細胞間的移動機制,還特别探讨了miRNA與翻譯調控之間的複雜關系。基于現有研究,該綜述還提出了miRNA領域未來值得探索的方向,如:pri-miRNA在共轉錄和轉錄後加工之間如何分配、miRNA調控靶标基因的方式如何選擇(mRNA剪切與翻譯抑制)、miRNA在植物發育和脅迫響應中的移動機制,以及通過人工智能和深度學習揭示miRNA及其相關蛋白的進化規律等。
圖1植物miRNA的生物合成和功能機制
該綜述文章全面系統地總結了miRNA的生物合成、功能及調控機制,特别提及了miRNA加工的亞細胞動态特征及其在細胞間的移動機制,深入讨論了miRNAs與翻譯過程之間複雜的相互作用關系,不僅有助于拓展miRNA領域的研究深度,也為miRNA領域未來研究方向提供了新的思路。
beat365官方网站陳雪梅教授為該論文的通訊作者,課題組副研究員于宇為本文的第一作者和共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金委、國家重點研發計劃和核糖核酸北京研究中心等機構和項目的支持。