miRNA在植物响应高温胁迫中的研究进展

microRNA(miRNA)是一类由20-24个核苷酸组成的小的非编码RNA,通常通过序列互补降解或抑制其靶标基因转录后的翻译过程,从而在转录后水平上调控基因的表达。miRNA在植物基因组中普遍存在,作为一类重要的调节因子参与到植物的生长发育与逆境响应中。目前,已有研究表明高温除了诱导植物编码基因表达发生改变之外,一些非编码RNA的表达也发生了显著改变,其中miRNA作为重要的非编码RNA,参与了植物的高温胁迫响应。对植物miRNA的合成途径,作用机制以及主要功能进行了扼要阐述,重点阐述了高温胁迫下植物miRNA的作用机制,旨在为mi RNA在植物抵抗高温胁迫中的研究与应用提供新的思路。     

miR169在植物生长发育与非生物胁迫响应中的作用

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的、长度为18～36 bp的小非编码单链RNA分子,通过序列互补降解或抑制其靶标基因转录后的翻译过程,对植物的器官形成、生长发育、维持基因组完整性以及非生物胁迫应答等方面起重要作用.miRNA169家族是植物中广泛存在且较为保守的microRNA家族,调控植物中一类保守...     

microRNA在植物生长发育中的研究进展

microRNA(miRNA)是一类广泛存在于植物体内,长约20-25个核苷酸的内源性非编码小分子RNA,通过定向降解靶基因mRNA和抑制其翻译,从而在转录后水平控制靶向基因的表达来调控多种多样的生物功能,包括植物的生长发育、生殖和对逆境胁迫的响应。已有的研究表明,miRNA及其靶基因不仅在植物的时序转换中是一个关键调控因子,也在茎尖发育、叶形态建成、花器官发育和开花时间等过程中发挥着重要调控作用。重点介绍mi RNA在调控植物生长发育过程以及发育可塑性过程中的研究进展,并对植物miRNA研究中有待进一步阐明的问题进行了探讨和展望,以期为深入解析miRNA在调节植物组织和器官模式中的功能,以及植物形态多样性中的作用和分子调控网络提供参考。     

植物pri-miRNA转录及加工过程中的重要因子

MicroRNA(miRNA)是真核生物内源的一类长度为20~24 nt的非编码小RNA,它们通过切割靶标基因mRNA或阻止其翻译在转录后水平调控基因的表达。miRNA广泛参与植物的生长发育、代谢及各类胁迫反应过程,在植物基因表达调控网络中发挥重要作用。编码miRNA的MIR基因首先经过DNA依赖的RNA聚合酶Pol II复合体转录形成pri-miRNA,之后pri-miRNA再经过DCL1加工复合体的一系列加工形成成熟的miRNA。现介绍参与植物pri-miRNA转录和加工过程的重要蛋白及其作用方式,并阐述植物miRNA在转录及转录后水平复杂且精密的调控机制。     

miRNA在植物种子发育过程中的作用

MicroRNA(miRNA)是一类小分子非编码RNA,通过降解靶基因途径在转录后水平调控基因表达,参与植物生长、发育以及逆境胁迫应答等多种细胞代谢活动。种子是植物生长的基础要素,是农业生产的重要资料。与种子发育相关的miRNA已在多种植物中得到鉴定。文章综述了参与植物种子发育过程的miRNA及其在种子发育中的具体调控机制,旨在为利用miRNA提高种子遗传特性提供研究思路。     

植物体内调控miRNA合成与功能的机制研究进展

microRNA(miRNA)能够在转录后水平通过剪切或抑制翻译对靶mRNA进行调节,并且广泛参与植物的生长发育、生物胁迫和非生物胁迫等过程,因此引起了众多研究者的关注。随着对miRNA研究的深入,人们发现miRNA从转录到转录后成熟再到行使功能的过程中,会受到很多因子的调控。这些因子可以是蛋白质、核酸序列、基因、甚至miRNA本身,由于这些因子的参与,使得miRNA调节的生物学过程更具复杂性和灵活性。本文从转录、加工、活性调节和反馈调控等层次综述了近年来调控植物miRNA合成与功能方面取得的进展,以期为miRNA调控机制的研究提供理论基础和新思路。     

miRNA 的生物合成过程

MicroRNA (miRNA) 是一类真核生物内源性的小分子单链 RNA ,通常为 18 ～ 25 nt 长,能够通过与靶 mRNA 特异性的碱基配对引起靶 mRNA 的降解或者抑制其翻译,从而对基因进行转录后的表达调控 . 近几年来,在动物细胞和植物组织中,上百种 miRNA 被陆续发现 . 这些小分子调控 RNA 是从 60 ～ 200 nt 的具有发夹状结构的前体中被切割出来而成熟的,在动物细胞中, miRNA 基因的转录初产物 (pri-miRMA) 很快被一种核糖核酸酶Ⅲ Drosha 加工成为 miRNA 前体 (pre-miRNA) ,然后由细胞核转运至细胞质中,经另一种核糖核酸酶Ⅲ Dicer 识别剪切为成熟 miRNA. 对这一过程进行了简要的综述,并且对植物 miRNA 的成熟过程也进行了探讨 . 对 miRNA 的生物合成过程的深入了解,将有助于研究这一类起重要调控作用的 RNA 是如何行使功能的,从而进一步研究其在生长发育及各种疾病中所起的重要作用 .     

miRNA在植物发育与环境适应性中的作用

植物miRNA是广泛分布于植物基因组的非编码小分子RNA．是真核生物基因表达的一类负调控因子,主要通过指导靶基因的切割或降低靶基因的翻译从转录后水平上来抑制植物基因表达．从而影响植物形态发生、发育过程和适应环境的能力。本文综述了植物miRNA形成、作用机理、功能等方面研究的最新进展,总结了现有miRNA研究方法的优缺点,提出了miRNA在植物适应养分和元素毒害胁迫过程中的调节作用．拓宽了该领域研究的思路。     

植物microRNA与逆境响应研究进展

MieroRNA(miRNA)是一类在生物体内普遍存在的非编码、长度约16～29 nt的小分子RNA,由内源基因编码,于转录后水平通过介导靶mRNA降解或翻译抑制调控基因表达,是真核细胞基因表达的重要调控因子.随着生物信息学与研究技术的发展,越来越多的植物miRNA得到预测和验证.逆境胁迫下,植物体诱导或下调相关miRNA表达,参与植物逆境生理调节与适应.文章综述了植物miRNA生物合成、与靶基因的作用方式,生物功能以及逆境胁迫响应miRNA,概要介绍了目前常用的miRNA研究方法.     

植物miRNA作用方式的分子机制研究进展

miRNA是一类真核生物中广泛存在的约20-24个核苷酸长度的内源单链非编码RNA分子。植物miRNA通过剪切mRNA或抑制翻译负调控基因表达,在细胞增殖分化、个体生长发育和抵御逆境胁迫等生理过程中发挥重要作用。自2002年首次发现植物miRNA以来,miRNA迅速成为植物分子生物学领域的研究热点,数十年的研究已经使植物miRNA生物发生、降解、调控植物生长发育等机制及作用得到了清晰的阐述;但是对植物miRNA作用机制的认知仍然处于初级阶段,尤其是miRNA介导翻译抑制的分子机制仍有待挖掘。概述了植物miRNA介导的m RNA剪切和翻译抑制的研究历史和最新进展,探讨了两种机制的影响因素和相互关系,并提出了未来的研究方向和思路,以期为深入了解植物mi RNA的作用机制及促进miRNA的基础研究和实际应用提供理论依据。     

Deep sequencing of microRNAs from hickory reveals an extensive degradation and 3′ end modification

The degradation and 3′ end modification of plant microRNAs (miRNAs) may play crucial roles in regulating miRNA function and stability. However, the mechanism as to how the degradation and the modification are processed are still poorly characterized. Here, we report a survey of miRNA degradation and 3′ modification from two hickory floral differentiation stages through deep sequencing. We constructed two small RNA (sRNA) libraries from two hickory floral differentiation stages and obtained a large number of truncated miRNAs and miRNAs with 3′ end modifications. The presence of so many truncated miRNAs suggests a mechanism degrading through both ends simultaneously. Further analysis reveals that the truncation from the 3′ end has higher probability than from the 5′ end. Single- or double-nucleotide additions to the 3′ end have been observed in many families. We found that the addition of adenine base to the 3′ end is the most common event, accounting for more than 50 % of all miRNA 3′ end modification in the two sRNA libraries. Uridine addition is the second popular modification. These observations suggest that the 3′ end modification of miRNAs preferentially selects adenine and uridine in the hickory plant. Furthermore, we observed that expression of either truncated miRNA or isomiR associates with mature miRNAs. Altogether, our study provides more information regarding the degradation and 3′ end modification of miRNAs in plants.     

微小RNAs的3'端尿苷化和腺苷化

miRNA是转录后基因表达调节的重要分子,但目前对它们自身的调节机制还知之甚少.最近的研究发现,在很多生物中,miRNA的3'末端都可以无需模板的添加尿苷酸(尿苷化)或腺苷酸(腺苷化),这种修饰可以发生在miRNA的前体上,也可以发生在成熟的miRNA上,其作用不仅可以影响miRNA的生物合成,稳定性,靶向靶标mRNAs的效率,而且还可以作为损伤miRNA的质量控制机制,及其形成mRNAs的异构体,以提高miRNA的作用范围或更精细的发挥基因表达调节作用.越来越多的研究揭示:这种修饰具有miRNA、组织、生物发育阶段和疾病状况等特异性,而且还涉及很多人类的发病机制,如癌症.本文综述了miRNA的3'末端尿苷化或腺苷化的研究进展,并对这种机制的应用前景进行了展望.     

A genome-wide survey of microRNA truncation and 3′ nucleotide addition events in larch (Larix leptolepis)

MicroRNAs (miRNAs) play essential roles in numerous developmental and metabolic processes in animals and plants. Although the framework of miRNA biogenesis and function is established, the mechanism of miRNA degradation or modification remains to be investigated in plants. Mature miRNAs may be truncated or added nucleotides to generate variants. A detailed analysis of small RNA deep sequencing data sets resulted in the cloning of a large number of variants derived from larch miRNAs. Many 5′- and/or 3′-end truncated versions of miRNAs suggested that larch miRNAs might be degraded through either 5′–3′ or 3′–5′. The relative abundance of variants truncated from 3′-end was higher than that of 5′-end for most miRNAs. The addition of adenine, uridine, and cytidine to the 3′-end of miRNAs was globally present, and the subtle variability in isomiR abundance might be regulated and biologically meaningful. It is the first report for cytidine addition in plant, and our examination of published small RNA deep sequencing data sets of Arabidopsis, rice, and moss suggests that cytidine addition to miRNA 3′-end exists broadly in plants. In addition, the nucleotide addition might be associated with 3′–5′ miRNA degradation. Our results provide valuable information for a genome-wide survey of miRNA truncation and modification in larch or plants.