为了发现和彻底证明新发现的非规范切割机制,香港科技大学(科大)的研究团队由生命科学部助理教授TuanAnhNguyen教授领导,使用多种复杂的技术,如miRNA测序,pri-miRNA结构分析和高通量pri-miRNA切割测定约260,000个pri-miRNA序列。

研究人员揭示了miRNA生物发生中长期寻找的非规范切割机制

与规范机制相比,非规范机制不依赖于规范机制所需的几种必需蛋白质和RNA元件。该研究还揭示了以前未识别的DROSHA识别位点(DRES),这些位点对于非规范切割至关重要,但也可以在规范切割机制中起作用。

此外,该研究强调了这种非规范切割机制的进化方面,揭示了它在几种动物物种中是保守的。这一发现表明,非规范机制在miRNA生物发生和调控的进化中起着重要作用。

MicroRNA(miRNA)是微小的RNA分子,在调节基因活性方面起着至关重要的作用。它们有助于控制各种生物过程,如细胞生长、发育和免疫。近年来,科学家们一直在对miRNA进行广泛的研究,以更好地了解它们的功能和参与其生产的机制。

现在,香港科技大学(科大)的科学家在分子生物学方面取得了突破性发现,揭示了微处理器(MP,DROSHA-DGCR8复合物)复合物的非规范切割机制,该复合体负责通过处理初级miRNA转录本(pri-miRNA)在人类和其他动物中产生miRNA。

这一突破性的发现揭示了分子生物学中一个长期存在的谜团,可能对我们对动物基因调控、细胞过程和miRNA生物发生途径进化的理解产生深远的影响。

动物中的微处理器复合物于2004年被发现,从那时起,其产生miRNA的分子机制已被许多研究小组广泛研究。这些研究共同构建了这种酶的分子机制模型,称为规范pri-miRNA加工机制。

然而,这种机制只能解释这种酶如何切割动物中的许多pri-miRNA。由于动物中的pri-miRNA在结构和序列上高度多样化,因此这种机制无法解释大部分pri-miRNA是如何被加工的。

在《分子细胞》上发现并发表的非规范pri-miRNA加工机制解决了分子生物学中长达二十年的关于动物中许多pri-miRNA切割的谜团,并补充了先前已知的规范机制。简而言之,这一发现揭示了我们的细胞产生miRNA的新方式,这可能对我们理解动物基因调控,细胞过程和miRNA生物发生途径的进化产生影响。

对MP如何在动物中切割许多短茎pri-miRNA的解释,表明MP复合物具有更广泛的细胞功能。

miRNA生物发生中MP复合物非规范切割机制的发现对未来分子生物学研究具有深远意义。这种机制的鉴定开辟了新的研究途径,并扩展了我们对动物miRNA生物发生的调控格局的理解。

最重要的意义之一是有可能发现动物中MP复合物的更多种类的底物。以前,规范机制无法解释某些pri-miRNA的加工。现在,通过非规范机制,研究人员可以重新评估以前无法解释或忽视的RNA底物。这可能导致鉴定由非规范机制特异性处理的新型pri-miRNA和其他RNA底物。

另一个含义在于揭示MP复合物在动物中的新功能的潜力。由于非规范机制可以处理短茎pri-miRNA,因此它表明MP复合物具有更广泛的细胞作用。这可能导致发现基因调控和细胞过程中以前未知的作用,如发育、分化和免疫。

最后,通过证明非规范机制在各种动物物种中的保守性,特别是在秀丽隐杆线虫和C.briggsae等蠕虫中,这项研究强调了这种机制的进化意义。未来的研究可以更深入地研究规范和非规范机制的进化方面,揭示动物中miRNA生物发生途径的发展和多样化。

总之,miRNA生物发生中非规范机制的发现开辟了新的研究可能性,并扩展了我们对miRNA产生分子机制的理解。这为分子生物学的未来发现铺平了道路,从而更好地了解动物中基因调控,细胞过程和miRNA生物发生途径的进化。