MicroRNA（miRNA）是在真核生物中發現的一類內源的具有調控功能的非編碼小RNA，在調控植物發育和脅迫應答中起著至關重要的作用。內含子miRNA通常存在于宿主基因內部的內含子中，然而，人們對植物中內含子miRNA的功能及調控機制卻知之甚少。
近日，New Phytologist在線發表山東農業大學生命科學學院鄭成超課題組題為“Intronic microRNA-directed regulation of mitochondrial reactive oxygen species enhances plant stress tolerance in Arabidopsis”的研究論文。該研究闡明了內含子剪切是調控內含子miRNA加工的關鍵步驟，內含子miRNA可以作為“信號轉換器”在增強植物抗逆性中發揮重要功能。
為詳細研究內含子miRNA的加工剪切過程，課題組構建并創制了能夠觀察內含子miR400剪切的含熒光素酶報告基因的遺傳材料。通過大范圍的篩選發現，重金屬鎘離子處理會特異誘導miR400的內含子發生保留，成熟miR400的產生受到抑制。過表達miR400降低了擬南芥鎘脅迫抗性，敲低miR400表達增強了擬南芥鎘脅迫抗性。進一步研究發現，這種剪切抑制miRNA的產生進一步解放了miR400的靶基因PPR1。PPR1定位于線粒體，直接影響電子傳遞鏈中的線粒體復合體III（Complex III）活性和線粒體編碼基因ccmB的RNA編輯，能夠通過維持較低的ROS水平來增強擬南芥鎘脅迫抗性。
綜上，該研究首次發現并報道植物內含子miRNA可以作為“信號轉換器”，接收外界脅迫信號，通過對其靶基因的嚴格調控，將信號傳遞到線粒體中，真正實現RNA splicing - miRNA targeting - RNA editing的信號轉換。顏康教授，鄭成超教授和張世忠副教授為論文共同通訊作者，博士研究生徐維博為論文第一作者。該研究得到了國家自然科學基金和山東省自然科學基金的項目資助。
編 輯：萬 千
審 核：賈 波
