Nature∣寄生植物菟丝子miRNA调节宿主植物靶mRNA的机制研究

Nature∣寄生植物菟丝子miRNA调节宿主植物靶mRNA的机制研究2018-01-07 21:51
       
               
                                                                                   
           

2018年1月3日，Nature在线发表了题为“MicroRNAs from the parasitic plant Cuscuta campestris target host messenger RNAs”的文章。

菟丝子是寄生植物，它们从寄主植物的茎中获取水分和养分，并通过被称为吸器的结构与其宿主交换其他物质。美国宾夕法尼亚州立大学的Michael Axtell 及其同事报道了吸器是如何介导菟丝子的寄生。菟丝子在感染宿主植物的同时在其吸器中累积许多miRNA。这些miRNA然后转移到宿主，在那里它们通过产生次级小干扰RNA和mRNA切割来沉默靶标mRNA。作者还鉴定了菟丝子miRNA靶向的宿主蛋白，并提供证据表明通过miRNA的种间转移对宿主基因表达的这种调节不限于一个宿主。

摘要：

菟丝子是寄生植物，其通过称为吸器的结构从宿主植物的茎获得水分和营养物质。菟丝子吸器促进宿主和寄生植物之间的病毒，蛋白质和mRNA的双向运输，但是这些运输的功能效应是未知的。研究表明，菟丝子在寄生拟南芥时，其吸器处会积累高水平的许多新的miRNAs。许多miRNA长度为22-nt。这种长度的植物miRNA是不常见的，并且与通过二级siRNA

产物放大靶基因的沉默相关联。在寄生过程中，几种拟南芥mRNA被22-nt的菟丝子miRNAs靶向，导致mRNA切割，二次siRNA产生和mRNA积累减少。若宿主编码靶mRNA的两个基因座中具有突变，则能显著促进菟丝子的生长。当菟丝子寄生在拟南芥时，那些表达和激活的miRNA，在感染本氏烟草时也会表达并激活。来自许多其他植物的靶mRNA的同源物，也包含菟丝子miRNA的可能靶点。这些数据表明，菟丝子miRNA作为宿主基因表达的跨物种调节子起作用，并且表明它们可能在寄生过程中充当毒力因子。

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