北大，中科院最新Nature子刊揭示miRNA的新調控作用

　　生物通報道：中科院遺傳與發育生物學研究所，北京大學生科院的研究人員發現了一個單子葉植物所特有的、受RSV侵染抑制的水稻負調控抗病因子miR528，這項研究揭示了miR528及其調控的靶基因在水稻與病毒相互作用過程中的抗病機制。

　　這一研究成果公布在Nature Plants雜志上，文章的通訊作者為北大生命科學學院李毅教授、中科院遺傳發育所曹曉風研究員，李毅課題組的博士后吳建國博士、曹曉風院士課題組的博士后楊榮新博士以及北京大學博士研究生楊志蕊同學為論文的共同第一作者。

　　miRNA在植物與病原微生物之間的相互作用過程中發揮著重要的調節作用。通常成熟的miRNA會進入AGO蛋白組成的剪切復合體（RISC），通過指導靶mRNA的剪切或抑制蛋白質翻譯而負調控基因表達。之前的研究表明水稻AGO18蛋白能夠結合特異性結合miRNA成員，參與到水稻條紋葉枯病毒（RSV）的抗性反應過程，但AGO18并不具有mRNA剪切功能，因此，AGO18如何通過結合特異miRNA影響水稻抗RSV的機制值得探究。

　　在這篇文章中，研究人員運用分子生物學、遺傳學以及生物信息學等手段，發現了一個單子葉植物所特有的、受RSV侵染抑制的水稻負調控抗病因子miR528， miR528能夠被AGO18競爭性結合，抑制miR528進入RISC剪切復合體，從而釋放miR528的靶mRNA AO，抗壞血酸氧化酶AO通過調節植物體內的氧化還原穩態，從而促進植物體內活性氧（ROS）的積累進而啟動下游的抗病毒通路。該研究揭示了miR528及其調控的靶基因在水稻與病毒相互作用過程中的抗病機制。

　　水稻作為重要的糧食作物長期以來受到多種病毒病的侵害，在實際中缺乏有效的控制方法。雖然，在模式植物抗病毒免疫方面有較多的研究。但是，對于單子葉禾本科作物的研究很少。

　　這一研究組先前的研究發現水稻AGO18蛋白能夠通過競爭性結合miR168來保護AGO1，然后AGO1結合vsiRNA對病毒基因組RNA進行沉默，從而增強水稻的抗病毒防御反應，該發現于2015年2月在線發表于eLife雜志上。基于對AGO18的研究，這項研究發現單子葉植物特有的miR528能夠通過被AGO18競爭性結合，從而釋放靶基因抗壞血酸氧化酶(AO)，AO通過氧化抗壞血酸調節植物體內的氧化還原穩態，從而促進植物體內活性氧族(ROS)的積累啟動下游的抗病毒通路。該研究成果進一步證明水稻AGO蛋白在水稻抗病毒防御中的重要作用，并且揭示了植物抗病毒防御網絡的復雜與多樣性，對于推進理解宿主通過RNA沉默抗病毒機理以及今后培育廣譜抗病毒作物品種具有重要意義。

　　作者簡介：

　　李毅

　　教育經歷

　　1988—1992

　　 西德聯邦生物研究中心，生物化學和植物病毒學研究所從事博士論文研究，同年在中科院微生物研究所獲得博士學位

　　1983—1986

　　 獲西北農林科技大學碩士學位

　　1979—1983

　　 獲西北農林科技大學學士學位

　　工作經歷

　　1997年10月—至今，教授，博士生導師，北京大學生命科學學院

　　2001年8月—2003年7月，訪問學者，美國加州大學貝克萊分校

　　2000年2月—2000年5 月，從事合作研究，美國Samuel Noble Foundation

　　1997年1月—1997年8 月，從事合作研究，德國聯邦生物研究中心

　　1994年—1997年，副教授，北京大學生命科學學院

　　1992年—1994年，博士后，北京大學生命科學學院

　　科研領域描述

　　實驗室主要興趣在于：

　　病毒與植物宿主的相互作用以及病毒侵染對宿主發育的影響和致病機制；

　　植物宿主對病毒的防御機制與病毒的反防御機制；

　　病毒與傳播介體昆蟲宿主的相互作用以及介體傳播病毒機制；

　　病毒對昆蟲介體免疫系統的干擾和介體的抗病毒免疫機制。

　　曹曉風 博士，研究員，博士生導師。

　　學習經歷：（從大學開始）

　　1984－1988 北京大學生物系 學士

　　1988－1991 中國農業大學生物學院 碩士

　　1993－1997 北京大學生命科學學院 博士

　　工作經歷

　　1991－1993 北京大學生命科學學院 助教

　　1993－1997 北京大學生命科學學院 講師

　　1995－1996 英國John Innes Centre 訪問學者

　　1997－1998 美國華盛頓州立大學生化研究所 博士后

　　1999－2003 美國加州大學洛杉磯分校 助理研究員

　　2003－今 中科院遺傳與發育生物學研究所 研究員

　　獲獎情況

　　2008年獲得美國杜邦青年科學家獎

　　2006年“百人計劃”終期評估中獲得優秀

　　2003年獲國家杰出青年基金

　　2002年入選中科院“百人計劃”

　　主要研究領域

　　表觀遺傳學(Epigenetics) 指的是研究基因功能的變化，這種變化在有絲分裂和/或減數分裂中是可以遺傳的，與一般遺傳學不同的是，所研究的基因不存在DNA序列上的改變。從廣義上講，表觀遺傳學控制基因功能主要包括以下三個方面：基因本身的DNA甲基化；基因所在的核小體上的組蛋白的共價修飾、染色質核小體的重塑和核小體變種以及近年來發現的小分子RNA介導的轉錄和轉錄后水平的基因沉默。隨著表觀遺傳調控機理研究的深入和相關研究技術的突破，在基因組水平上研究各種植物、不同發育階段和各種生長條件的表觀遺傳圖譜的表觀遺傳組學正在蓬勃興起，為揭示高等植物生長發育的分子機理提供了新手段和新思路。本實驗室運用擬南芥和水稻為材料，研究組蛋白修飾以及小的非編碼RNA如何影響基因表達以及植物發育，主要研究方向為組蛋白甲基化對擬南芥開花時間的調控和水稻小RNA合成調控及其對植物發育的機理研究。