来自山东农业大学生命科学学院的研究团队在《分子细胞》(Molecular Cell)杂志在线发表了一项重要成果,揭示了连接植物微小RNA(miRNA)与环境胁迫之间的调控新机制,并指出选择性剪接在其中扮演的关键角色。
文章的通讯作者是山东农业大学生命科学学院院长郑成超教授,其研究组主要研究方向包括植物重要功能基因的克隆、鉴定与利用,以及基因表达调控元件的鉴定与应用。郑成超教授曾在重要功能基因、特异启动子克隆与功能鉴定等方面获得了多项拥有我国自主知识产权的研究成果,并申请专利3项。
尽管近年来诱导多能干细胞(iPS细胞)技术成为生命科学领域的热点,但小分子RNA(miRNA)的研究依然吸引着众多科学家。miRNA是一类长度约为22个核苷酸、5'端带磷酸基团、3'端带羟基的内源性非编码调控RNA,在控制植物的发育、开花时序、新陈代谢、应激反应等方面起着重要作用。
越来越多的证据表明miRNA与环境应激反应之间存在重要关联,但植物中这一调控机制尚不明确。在这项研究中,研究人员发现拟南芥内含子miR400能与其主基因At1g32583共转录,并且在受到热处理后,其表达水平下降。有趣的是,MIR400所在位置的内含子(306 bp)出现的一个选择性剪接事件受到热应激的特异性诱导。在该剪接过程中,切除了一个100 bp的片段,余下的206 bp包含MIR400的内含子仍然保留在主基因中,因此这一由应激反应诱导的选择性剪接事件导致miR400初级转录产物积累增多,而成熟miR400减少。研究人员认为,这些结果直接证明了选择性剪接是连接植物miRNA和环境胁迫之间的调控机制。
此外,同期《分子细胞》杂志还公布了浙江大学完成的另一项研究成果:当两种关键蛋白质“失控”发生越位碰撞后,会引发一系列变化,将正常干细胞转变为肿瘤干细胞。近年来,科学家发现许多肿瘤组织中存在极少数类似于干细胞的细胞小群体,它们具有自我更新和分化能力,并能“逃逸”放疗和化疗。尽管肿瘤干细胞可能来源于已分化的体细胞逆转,但更多证据提示它们主要来源于正常干细胞的癌变。该研究发现,Oct4可以直接结合部分Akt基因的启动子,抑制其转录;但一旦Oct4被Akt磷酸化,就会从启动子区域脱离,从而增强Akt基因的转录。在胚胎癌细胞中,Oct4和Akt之间形成了相互促进的调控机制,即“Oct4–Akt正反馈回路系统”,这可能是肿瘤干细胞比正常干细胞具有更强自我更新能力和抗凋亡能力的重要原因。