樊龍江教授實(shí)驗(yàn)室揭示長(zhǎng)非編碼RNA作為miRNA誘捕靶標(biāo)參與煙草尼古丁合成
時(shí)間：2021-04-13 09:01:02學(xué)院：農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)院學(xué)校：浙江大學(xué)
普通煙草（Nicotiana tabacum）含有大量生物堿（90%以上含量為尼古丁），生物堿是植物重要次生代謝產(chǎn)物，因此往往把煙草作為次生代謝產(chǎn)物研究的模式植物。非編碼小RNA如miRNA在動(dòng)物和植物的生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要的調(diào)控作用。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)控功能，miRNA需先與AGO蛋白形成復(fù)合物，再通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)來(lái)綁定特定的靶基因信使RNA序列，導(dǎo)致信使RNA的翻譯受阻或在特定位點(diǎn)被剪切。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)具有抑制miRNA功能的長(zhǎng)非編碼RNA，被定義為內(nèi)源miRNA誘捕靶標(biāo) (eTM，Endogenous Target Mimics)。eTM在植物生理調(diào)控中起著非常重要的作用，例如長(zhǎng)非編碼IPS1基因的存在，使得miR399靶向 PHO2 基因的活性受到抑制，達(dá)到調(diào)節(jié)植物磷吸收的功能。
樊龍江教授與周雪平教授實(shí)驗(yàn)室合作，通過(guò)鑒定與煙草尼古丁代謝途徑相關(guān)的miRNA，發(fā)現(xiàn)其中nta-miRNAX27與尼古丁合成途徑關(guān)鍵基因QPT2基因存在靶向關(guān)系；同時(shí)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)非編碼基因（nta-eTMX27）作為內(nèi)源miRNA誘捕靶標(biāo)參與這一調(diào)控。煙草打頂處理后，QPT2基因表達(dá)會(huì)顯著上調(diào)，快速促進(jìn)尼古丁合成，實(shí)驗(yàn)表明，nta-eTMX27和QPT2基因表達(dá)以及尼古丁含量存在顯著相關(guān)性；進(jìn)一步轉(zhuǎn)基因功能實(shí)驗(yàn)證實(shí)，敲除和過(guò)量表達(dá)nta-eTMX27顯著影響QPT2基因表達(dá)及尼古丁含量。該項(xiàng)研究結(jié)果闡釋了長(zhǎng)非編碼基因nat-eTMX27介導(dǎo)調(diào)控nta-miRX27-QPT2的功能，首次揭示了植物中次生代謝產(chǎn)物合成相關(guān)的miRNA-eTM-target調(diào)控模式。相關(guān)研究成果已于2015年8月《Plant Physiology》上在線發(fā)表。
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