2024年10月7日，诺贝尔生理学或医学奖授予了microRNA（miRNA）发现者，这一荣誉使miRNA瞬间成为科研领域备受瞩目的焦点。在植物中，miRNA主要通过剪切mRNA和抑制翻译两种方式对靶基因进行负调控，在基因表达调控、发育过程以及应对环境胁迫中发挥着重要作用。深入了解miRNA的功能和机制，不仅为植物生物学研究提供了全新的视角，也为开发新的农业应用带来重要机遇。
诺禾致源在miRNA/smallRNA测序领域已深耕数十载，积累了丰富的物种和组织项目经验。迄今为止，已助力科研工作者在《Nature Genetics》、《Nature Communications》等高水平杂志上成功发表文章160余篇，累计影响因子高达1200分！
接下来，小诺将为大家分享几篇诺禾致源的项目文章：
项目文章一
长链非编码 RNA 是大豆多种驯化性状和叶蝉抗性的基础
文章题目：Long noncoding RNAs underlie multiple domestication traits and leafhopper resistance in soybean[1]
发表期刊：Nature Genetics
影响因子：31.7
研究物种：大豆
发表时间：2024年4月
测序技术：smallRNA-seq、RNA-seq、ChIP-seq等
该研究发现，调节大豆不同驯化性状的多个性状位点，是由两个串联的长链非编码 RNA（lncRNA）基因组成的位点多效应。这些lncRNA基因各含有两个源自MYB基因的反向重复编码序列，在野生大豆中的功能是产生小RNA（sRNA）物种簇，通过转录后调控抑制其MYB基因亲缘基因的表达。所以lncRNA基因在栽培大豆中的表达受到严重抑制，相应的MYB基因高度表达，形成了多种明显的驯化性状以及叶蝉抗性。倒置重复序列形成于甘氨酸属从Phaseolus-Vigna品系分化之前，具有很强的结构-功能制约性。本研究举例说明了植物驯化过程中的一种选择目标，并确定了lncRNA的形成和作用机制。
项目文章二
MicroRNA156调节生长素敏感性，以使拟南芥在环境变化中实现生长可塑性
文章题目：MicroRNA156 conditions auxin sensitivity to enable growth plasticity in response to environmental changes in Arabidopsis[2]
发表期刊：Nature Communications
影响因子：14.7
研究物种：拟南芥
发表时间：2023年3月
测序技术：smallRNA-seq、mRNA-seq
miRNA在植物生长发育过程中发挥着多种作用，但miRNA是否以及如何参与热形态发生仍不明确。在植物中miRNA主要在细胞核中被DCL1、HYL1和SE组成的切割小体（Dicing body）加工而成，随后成熟的miRNA进入细胞质，再以AGO1为中心的RNA沉默复合体（RISC）对靶基因进行剪切或翻译抑制。
该研究发现，miRNA生物发生的关键成分HYL1，在拟南芥下胚轴生长的温度依赖可塑性中，作用于热调节因子光敏色素互作因子4（PIF4）的下游。hyl1-2抑制筛选发现了一个显性dicer-like1等位基因，该等位基因可以挽救hyl1-2在miRNA生物发生和下胚轴伸长热响应中的缺陷。全基因组miRNA和转录组分析显示，miR156及其靶标SPL9是热形态发生的关键调节因子。令人惊讶的是，miR156-SPL9模块的扰动通过阻碍生长素敏感性来中断幼苗对较高温度的响应。此外，miR156依赖的生长素敏感性也在低温下的避荫反应中起作用。
项目文章三
转座元件启动的类增强子元件产生了多倍体小麦的亚基因组偏向穗特异性
文章题目：Transposable element-initiated enhancer-like elements generate the subgenome-biased spike specificity of polyploid wheat[3]
发表期刊：Nature Communications
影响因子：14.7
研究物种：小麦
发表时间：2023年12月
测序技术：smallRNA-seq、ChIP-seq、BS-seq（WGBS）等
转座元件（TEs）在普通小麦基因组中约占85％，在亚基因组之间具有高度多样性，可能对多倍体的可塑性产生影响，但因果关系仅仅是假设。在这项研究中，通过整合普通小麦基因表达CAP分析和隐藏马尔可夫模型中的表观基因组数据，检测到大量从TEs衍生的增强子样元素（ELEs），其产生初级非编码转录本，即ELE-RNAs，这很好地表明了ELEs的调控活性。在典型发育阶段的ELE-RNA转录组定量分析表明，TE启动的ELE-RNAs主要来自于在A亚基因组中特异扩展的RLG_famc7.3。获得穗特异性转录因子结合可能导致RLG_famc7.3启动的ELE-RNAs穗特异性表达。RLG_famc7.3启动的ELE-RNAs的沉默导致了穗特异性基因的全局下调和异常的穗发育。这些发现将TE扩展与调控特异性以及多倍体发育可塑性联系起来，突显了TE驱动的调控创新对多倍体进化的功能影响。
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参考文献：
[1] Wang W, Duan J, Wang X, et al. Long noncoding RNAs underlie multiple domestication traits and leafhopper resistance in soybean. Nat Genet. 2024;56(6):1270-1277. doi:10.1038/s41588-024-01738-2
[2] Sang Q, Fan L, Liu T, et al. MicroRNA156 conditions auxin sensitivity to enable growth plasticity in response to environmental changes in Arabidopsis. Nat Commun. 2023;14(1):1449. Published 2023 Mar 22. doi:10.1038/s41467-023-36774-9
[3] Xie Y, Ying S, Li Z, et al. Transposable element-initiated enhancer-like elements generate the subgenome-biased spike specificity of polyploid wheat. Nat Commun. 2023;14(1):7465. Published 2023 Nov 17. doi:10.1038/s41467-023-42771-9
