小RNA与蛋白质的相互作用

小分子调控RNA,包括siRNA（small interfering RNA）、miRNA（microRNA）和piRNA（piwiinteracting RNA）、hsRNA（heterochromatin associatedsmall RNA）等,是当前生命科学研究的前沿热点。越来越多的证据表明,这些小分子RNA存在于几乎所有较高等的真核生物细胞中,对生物体具有非常重要的调控功能。它们通过各种序列特异性的RNA基因沉默作用,包括RNA干扰（RNAi）、翻译抑制、异染色质形成等,调控诸如生长发育、应激反应、沉默转座子等各种各样的细胞进程。随着对这些小分子调控RNA的发现,一些RNascⅢ酶家族成员、Argonaute蛋白质家族成员及RNA结合蛋白质等先后被鉴定为小RNA的胞内蛋白质合作者,参与小RNA的加工成熟和在细胞内行使功能。本综述简介一些RNA沉默作用途径中重要组分的结构和功能的研究进展。     

Argonaute蛋白与小RNA的作用机制

RNA干扰(RNA interference, RNAi)是在植物、动物、线虫、真菌以及昆虫等生物体中普遍存在的通过双链RNA(double strand RNA, dsRNA)诱导的抑制同源基因表达的一种保守的调控机制.小分子RNA通过特异性地识别结合RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex, RISC）对目标mRNA的表达在转录和翻译水平进行抑制.作为RISC的重要组成成分,Argonaute蛋白（Ago）发挥了至关重要的作用.为了进一步阐明Ago蛋白在RNA干扰中对小分子RNA的作用机制,本文介绍了Ago蛋白的结构、分类及其在RNA干扰机制中的作用,并着重阐述了目前已知的植物Ago蛋白对小分子RNA的几种作用机制,以及目前研究发现的Ago蛋白的功能作用,从而更进一步证实Ago蛋白对小分子RNA的作用是一个复杂的过程.     

RNA沉默在植物生物逆境反应中的作用

RNA沉默是真核生物共有的基因表达调节机制和防御机制。在植物RNA沉默中, 一些小RNAs, 如微小 RNAs和小干扰RNAs, 在植物防御病毒、细菌或食草动物的反应中具有重要作用。为了抑制宿主的RNA沉默系统, 植物病毒或细菌进化出了在RNA沉默不同阶段起作用的病毒沉默抑制子或细菌沉默抑制子, 来克服寄主的RNA沉默反应。文章就植物RNA沉默、病毒沉默抑制子、细菌沉默抑制子及其相关防御反应的一些新进展做一概述。     

植物抗病毒分子机制

在与植物病毒的长期斗争中,植物进化出多种抗病毒机制,其中RNA沉默和R基因介导的病毒抗性是最受人们关注的两种机制.一方面,RNA沉默是植物抵抗病毒侵染的重要手段.植物在病毒侵染过程中可形成病毒来源的双链RNA,经过DCL蛋白的切割、加工形成sRNA,与AGO蛋白结合形成RISC指导病毒RNA的沉默,用于清除病毒.相应地,病毒在与植物的竞争中进化出RNA沉默抑制子,抑制宿主RNA沉默系统以逃避宿主RNA沉默抗病毒反应,增强致病能力.另一方面,植物也进化出R基因介导植物对包括病毒在内的多类病原的抗性.R蛋白直接或间接识别病毒因子,通过一系列的信号转导途径激活植物防御反应,限制病毒的进一步侵染.对植物抗病毒的研究有助于人们对植物抗病分子基础的理解,有重要的科学意义和潜在应用价值.本文综述了植物抗病毒分子机制的重要进展.     

RNA:诱导基因沉默

在生物体中 ,双链RNA (double strandRNA ,dsRNA)裂解后的小RNA可以诱导细胞质和基因组水平外源基因沉默。所谓基因沉默 (genesilencing)是指生物体中特定基因由于种种原因不表达。小RNA能诱导互补信使RNA在转录后降解 ,对于植物 ,可通过同源DNA序列甲基化使转录基因沉默。RNA沉默是基因组水平的免疫现象 ,代表了进化过程中原始的基因组对抗外源基因序列表达的保护机制 ,在动植物进化中起着重要作用 ,RNA沉默具有抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、防止自私基因序列的过量增殖等作用 ,并调控蛋白编码基因的表达 ,具有十分诱人的应用前景     

RNA:诱导基因沉默

在生物体中,双链RNA(double-strand RNA,dsRNA)裂解后的小RNA可以诱导细胞质和基因组水平外源基因沉默。所谓基因沉默(gene silencing)是指生物体中特定基因由于种种原因不表达。小RNA能诱导互补信使RNA在转录后降解。RNA沉默是基因组水平的免疫现象,代表了进化过程中原始的基因组对抗外源基因序列表达的保护机制,在动植物进化中起着重要作用,RNA沉默具有抵抗病毒入侵、抑制转座子活动等作用,并调控蛋白编码基因的表达,具有十分诱人的应用前景。     

植物小RNA的研究进展

在植物中发现大量内源性的小RNA,它们与真核生物中的内源性的微RNA和外源性的干扰小RNA有类似的性质和功能。本对植物中小RNA分子的分布、作用机制、功能以及信号传导等方面作一概述。     

Mature monomeric forms of Hop stunt viroid resist RNA silencing in transgenic plants

Viroids, small non-coding pathogenic RNAs, are able to induce RNA silencing, a phenomenon that has been associated with the pathogenesis and evolution of these small RNAs. It has been recently suggested that viroids may resist this plant defense mechanism. However, the simultaneous degradation of non-replicating full-length viroid RNA, and the resistance of mature forms of viroids to RNA silencing, have not been experimentally demonstrated. Transgenic Nicotiana benthamiana plants expressing a dimeric form of Hop stunt viroid (HSVd) that have the capability to cleave and circularize this viroid RNA were used to address this question. A reporter construct, consisting of a full-length HSVd RNA fused to GFP-mRNA, was agroinfiltrated in these plants and its expression was suppressed. Interestingly, both circular and linear HSVd molecules were stable and able to traffic through grafts in these restrictive conditions, indicating that the mature forms of HSVd are able, in some way, to resist the RNA-silencing mechanism. The observation that a full-length HSVd RNA fused to GFP-mRNA, but not circular and/or linear viroid forms, was fully susceptible to RNA degradation strongly suggests that structures adopted by the free mature monomer protect the pathogenesis-associated forms of the viroid from RNA silencing.