2010年5月14日，北京生命科學研究所戚益軍實驗室在Molecular Cell雜志發(fā)表封面論文“DNA Methylation Mediated by a MicroRNA Pathway”,。該論文報道了一類新的microRNAs（miRNAs）,，這類miRNAs能特異性地介導靶標基因的甲基化并抑制其表達。同期雜志封面以中國神話人物哪吒為形象,，生動地表達了miRNAs調(diào)控靶標基因的多才多藝,。
MiRNAs是一類內(nèi)源性的小分子RNAs，它們在基因表達調(diào)控中起著非常重要的作用,。在植物中,，miRNAs的長度一般為～21 nt，其產(chǎn)生依賴于Dicer-like 1（DCL1）,。miRNAs產(chǎn)生后與Argonaute1 (AGO1)蛋白結合形成基因沉默效應復合體 (RNA-Induced Silencing Complex, RISC),，從而通過切割靶標基因的mRNA或抑制翻譯的方式在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達。戚益軍實驗室在水稻中發(fā)現(xiàn)了一類長度為24 nt 的miRNAs,，并定名為long miRNAs (lmiRNAs),。研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)的21 nt 的miRNAs不同，lmiRNAs由另一個Dicer 家族成員,，DCL3切割產(chǎn)生,，并與AGO4亞家族蛋白形成RISCs。進一步研究表明,，lmiRNAs與AGO4的特異性互作不僅取決于lmiRNAs的5’ 末端核苷酸,，而且依賴于上游lmiRNAs的產(chǎn)生機制。更為重要的是,，該實驗室發(fā)現(xiàn)lmiRNAs不是在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因,，而是通過介導靶標基因DNA的甲基化在轉(zhuǎn)錄水平抑制其表達。這些發(fā)現(xiàn)揭示了miRNAs對靶標基因的一種新的調(diào)控方式,。
博士研究生武亮和技術員周環(huán)宇為該文章的共同第一作者,，其他作者還有張青青，張建光,，倪方銳和劉暢,。封面圖案由楊寧繪制。戚益軍博士為本文通訊作者,。此項研究為科技部863計劃和北京市科委資助課題,，在北京生命科學研究所完成。
該論文發(fā)表后引起關注,，5月14日Cell雜志在“Leading Edge”欄目發(fā)表短評“MicroRNAs set a course for DNA methylation”,，對該論文作了專門介紹。(生物谷Bioon.com)
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PNAS：血管的層流剪應力調(diào)節(jié)miRNA表達
Nature：miRNA支配細胞命運機制
Nature：miRNA和mRNA之間的相互作用
生物谷推薦原文出處：
Molecular Cell DOI：10.1016/j.molcel.2010.03.008
DNA Methylation Mediated by a MicroRNA Pathway
Liang Wu, Huanyu Zhou, Qingqing Zhang, Jianguang Zhang, Fangrui Ni, Chang Liu, Yijun Qi
In plants, the known microRNAs (miRNAs) are produced as 21 nucleotide (nt) duplexes from their precursors by Dicer-like 1 (DCL1). They are incorporated into Argonaute 1 (AGO1) protein to regulate target gene expression primarily through mRNA cleavage. We report here the discovery of a class of miRNAs in the model monocot rice (Oryza sativa). These are 24 nt in length and require another member of the Dicer family, DCL3, for their biogenesis. The 24 nt long miRNAs (lmiRNAs) are loaded into AGO4 clade proteins according to hierarchical rules, depending on the upstream biogenesis machinery and the 5-terminal nucleotide. We demonstrated that lmiRNAs direct DNA methylation at loci from which they are produced as well as in trans at their target genes and play roles in gene regulation. Considered together, our findings define a miRNA pathway that mediates DNA methylation.
