PhasiRNAs (phase secondary small interfering RNA, PhasiRNAs)是植物中主要的一類小RNA，在植物發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用，但其大部分功能尚不明確。其中，一些被稱為反式作用小干擾RNA (tasiRNAs)的phasiRNAs在發(fā)育過程中通過降解其靶標(biāo)基因并發(fā)揮作用。然而，其他phasiRNAs的靶點(diǎn)或生物學(xué)作用還有待研究。得益于大量植物基因組測(cè)序數(shù)據(jù)的釋放，測(cè)序方法的不斷更新，以及計(jì)算生物學(xué)和生化/分子/遺傳分析的改進(jìn)，關(guān)于phasiRNA生物起源、在開花植物中的保守性和特異性的新見解不斷涌現(xiàn)。2020年8月17日，The Plant Cell雜志在線發(fā)表來(lái)自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)夏瑞課題組和密蘇里大學(xué)哥倫比亞分校Meyers課題組聯(lián)合發(fā)表題為“Phased Secondary Small Interfering RNAs (phasiRNAs) in Plants:Their Biogenesis, Genic Sources, and Roles in Stress Responses,Development, and Reproduction”的綜述文章。該綜述主要從四大部分概括了phasiRNA生物學(xué)的最新進(jìn)展，尤其關(guān)注與雄性生殖相關(guān)的兩類phasiRNA: 21-nt（在花藥發(fā)生早期積累）和24-nt（在細(xì)胞減數(shù)分裂期間產(chǎn)生）。概述了phasiRNA的生物起源、功能和進(jìn)化。最后，提出尚未解決的問題，以及對(duì)未來(lái)研究的展望。第一部分，文章從phaisRNA的產(chǎn)生機(jī)制出發(fā)，對(duì)比了phaisRNA 產(chǎn)生的“ont-hit”和“Two-hit”模型的異同，闡述22-nt miRNA trigger的產(chǎn)生的新機(jī)制，phasiRNA相位模式的建立（圖1A）。同時(shí)也概括了由不同相位模式疊加形成的新型相位模式，比如9-nt-12-nt相位模式以及12-nt-12-nt相位模式（圖1B）；此外，還補(bǔ)充了其他產(chǎn)生phasiRNA的可能機(jī)制，phasiRNA產(chǎn)生的亞細(xì)胞定位及其可移動(dòng)性。圖1. PhasiRNA相位模式建立的分子機(jī)制第二部分，文章闡釋了phasiRNA及其觸發(fā)miRNA的進(jìn)化，以及最保守的幾條phasiRNA通路在植物中的保守性（圖2）。第三部分，文章綜述了不同的phasiRNA通路在植物發(fā)育，非生物及生物逆境中的調(diào)控功能（圖3）。圖3. PhaisRNA在植物抗逆及生長(zhǎng)發(fā)育中的作用第四部分，文章重點(diǎn)討論一類特異表達(dá)于花藥和植物生殖發(fā)育相關(guān)的phasiRNA（reproductive phasiRNA），分別對(duì)花藥減數(shù)分裂前大量積累的21-nt的phasiRNA和減數(shù)分裂期大量積累的24-nt的phasiRNA的產(chǎn)生機(jī)制，生物學(xué)功能和可能的作用機(jī)制（圖4）進(jìn)行了探討。同時(shí)提出了生殖發(fā)育相關(guān)phasiRNA研究領(lǐng)域尚未解決的主要問題。圖4. 生殖發(fā)育相關(guān)phasiRNA的表達(dá)積累和作用示意圖夏瑞課題組劉元龍博士和Meyers實(shí)驗(yàn)室滕沖博士為該綜述的共同第一作者，夏瑞老師和Dr. Blake Meyers為共同通訊作者。文章得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)以及美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)植物基因組研究計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。同時(shí)感謝Joanna Friesner博士, Rachel Egger博士和Virginia Walbot教授在文章寫作初期提供的寶貴建議。論文鏈接：http://www.plantcell.org/content/early/2020/08/18/tpc.20.00335
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