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威尼斯正规官网:中国科大光寿红课题组揭示核仁RNA干扰通路调控核糖体RNA水平的分子机制

时间:2021-09-07 14:06:01 来源:中国科大新闻网

  近日,威尼斯正规官网冯雪竹研究员和光寿红教授课题组在Nucleic Acids Research期刊上发表了题为“Antisense ribosomal siRNAs inhibit RNA polymerase I-directed transcription in C. elegans”的文章。该研究以模式生物秀丽隐杆线虫为模型,发现了核仁RNA干扰现象:即反义核糖体小干扰RNA(risiRNA)可以诱导NRDE复合物进入细胞核仁中,并结合核糖体RNA前体;通过抑制RNA聚合酶I的转录活性,进而调控核糖体RNA的合成水平,抑制错误核糖体RNA代谢的积累。


  siRNA是一类长度约为22个核苷酸长的非编码小RNA,广泛存在动植物中,在机体的生长发育、生殖遗传和免疫防御等方面行使重要功能,也是优秀的药物分子。光寿红课题组多年来以秀丽隐杆线虫为研究对象,通过正向和反向遗传学筛。艘幌盗幸种颇谠磗iRNA产生的SUSI因子,该类因子广泛参与了细胞中核糖体RNA加工和降解的过程。当SUSI因子功能缺陷时,细胞内会积累错误加工的核糖体RNA片段,这些片段与RNA依赖的RNA聚合酶相互作用后,会进一步诱导risiRNA的生成。risiRNAs与核糖体RNA序列互补配对,通过激活细胞核RNA干扰通路,进而调控核糖体RNA水平。


  在本研究中,课题组通过遗传学筛选克隆了一个抑制risiRNA产生的基因susi-5,该基因编码RNA外切酶体(exosome)的一个保守的催化亚基DIS-3。通过CRISPR基因编辑技术,课题组确认了RNA外切酶体任何亚基的功能缺陷都能引起risiRNA的积累。risiRNA诱导细胞核RNA干扰关键因子NRDE-2和NRDE-3进入核仁中,结合核糖体RNA前体,进而抑制RNA聚合酶I的转录活性。研究中还发现RNA外切酶体通过亚细胞定位的变化可以响应细胞核内核糖体RNA的稳态。RNA外切酶体在多种RNA的加工代谢过程中行使重要功能,主要定位于细胞核仁中。细胞内核糖体RNA稳态失衡会导致RNA外切酶体从核仁中移位于核质中。RNA外切酶体的正确亚细胞定位对于抑制risiRNA产生具有重要作用。


  本文的第一作者为博士研究生廖仕秒、陈向阳副研究员和博士研究生徐婷。冯雪竹研究员,光寿红教授以及朱成明副研究员为本文的共同通讯作者。该研究得到了国家创新人才项目、科技部、基金委、中科院和威尼斯正规官网的大力支持。


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  文章链接:https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab662/6345473


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