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聯(lián)系人：陳剛
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miR156介導(dǎo)的高等植物年齡途徑研究進(jìn)展
點(diǎn)擊次數(shù)：1169 發(fā)布時(shí)間：2014-6-5
核心刊物”迎來了新期刊：科學(xué)通報(bào)，中國(guó)科學(xué)C輯:生命科學(xué)，這兩份期刊均是由中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)共同主辦的，我國(guó)學(xué)術(shù)期刊中的，被國(guó)內(nèi)外各主要檢索系統(tǒng)收錄，如國(guó)內(nèi)的《中國(guó)科學(xué)論文與引文數(shù)據(jù)庫》（CSTPCD）、《中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫》（CSCD）等；美國(guó)的SCI、CA、EI，英國(guó)的SA，日本的《科技文獻(xiàn)速報(bào)》等。目前針對(duì)每期的重點(diǎn)內(nèi)容，生物通將展開詳細(xì)推薦，
生物通報(bào)道：自然界生命體的生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成都與“年齡”密不可分. “年齡”是一個(gè)不可逆的過程, 所有生物都將經(jīng)歷幼年期到成年期, zui終走向衰老和死亡. 在植物體內(nèi), 一個(gè)小分子 RNA, miR156 控制了幼年期到成年期的轉(zhuǎn)化, 它是目前*已知的年齡分子標(biāo)記. miR156 的表達(dá)量隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸減少, 調(diào)控了植物生長(zhǎng)發(fā)育和環(huán)境應(yīng)答等多個(gè)過程.
近期來自中國(guó)科學(xué)院大學(xué)等處的研究人員綜述了植物體內(nèi) miR156介導(dǎo)的年齡途徑的研究進(jìn)展, 以及年齡調(diào)控 miR156表達(dá)的分子機(jī)制.
microRNA (miRNA)是一類非編碼的 RNA, 在植物生長(zhǎng)發(fā)育中發(fā)揮著重要作用, 是基因表達(dá)調(diào)控的一種重要手段. miRNA 通過堿基配對(duì)的方式識(shí)別靶標(biāo) mRNA, 在轉(zhuǎn)錄水平(轉(zhuǎn)錄本剪切)和轉(zhuǎn)錄后水平(蛋白質(zhì)翻譯)調(diào)控蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá). 已有的研究表明, miRNA 調(diào)控了葉形態(tài)發(fā)育、花器官的發(fā)育, 以及植物對(duì)非生物脅迫的響應(yīng)等.
線蟲(Caenorhabditis elegans)的研究表明, 2 個(gè)受到年齡調(diào)節(jié)的 miRNA——let-7 和 lin-4 控制了線蟲從幼年期向成年期的轉(zhuǎn)換. 有趣的是, 近 5 年的研究表明, 植物年齡途徑也由 2 個(gè) miRNA——miR156和miR172控制. miR156作為年齡的標(biāo)尺, 是連接“年齡”與植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要中介分子。
在這篇文章中，研究人員介紹了miR156 介導(dǎo)的植物年齡途徑的研究進(jìn)展，包括miR156/miR157 基因家族，miR156 是植物年齡的響應(yīng)分子，miR156-miR172 信號(hào)通路， miR156 上游的調(diào)控因子等多方面內(nèi)容。
文章指出，zui近Zhou等人報(bào)道了年齡調(diào)控多年生植物開花的分子機(jī)制. 彎曲碎米薺(Cardamine flexuosa)是十字花科碎米薺屬的兩年或多年生草本植物. Zhou等人發(fā)現(xiàn), 彎曲碎米薺的開花需要經(jīng)過一段時(shí)間的低溫處理——即春化作用. 有趣的是, 幼年期的彎曲碎米薺不能感受低溫, 說明年齡決定了其春化敏感性.
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), 彎曲碎米薺的成花誘導(dǎo)需要同時(shí)解除 2個(gè)抑制因子, FLC和 TOE1. FLC編碼一個(gè) MADS-box 基因, 而 TOE1 是 miR172 靶標(biāo)的AP2類轉(zhuǎn)錄因子. 持續(xù)的低溫處理能降低FLC的表達(dá), 而TOE1的表達(dá)則受miR156-miR172信號(hào)通路的調(diào)控. 在幼年期, miR156 高度積累, TOE1 含量較高, 抑制下游開花關(guān)鍵基因的表達(dá), 導(dǎo)致植物對(duì)春化作用不敏感. 隨著年齡的增長(zhǎng), miR156含量逐漸降低, TOE1的表達(dá)也隨之減弱, 植物出現(xiàn)春化敏感性, 持續(xù)的低溫即可解除 FLC 的抑制作用, 誘導(dǎo)植物開花。
在生物體的發(fā)育過程中, 組織分化和器官形成都受到的時(shí)空調(diào)控. miR156 介導(dǎo)的年齡途徑的發(fā)現(xiàn)為我們揭示年齡如何調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供了一個(gè)重要媒介. miR156 下游靶基因 SPL 轉(zhuǎn)錄因子的生物學(xué)功能已經(jīng)得到了廣泛的研究. 但是關(guān)于miR156 上游調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究尚處于起步階段.
研究證明糖是 miR156 上游的調(diào)控分子, 揭示了 miR156的表達(dá)隨年齡逐漸降低的不可逆性. 但是糖分子和miR156 之間的尚未被闡明. 比如, 糖是如何調(diào)控 miR156 表達(dá)的? 其中的信號(hào)傳遞過程是什么? 另外, 如何通過調(diào)控植物的年齡途徑改良經(jīng)濟(jì)作物的性狀, 提高產(chǎn)量和品質(zhì)也是未來研究的一個(gè)重點(diǎn).