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转座子可抑制mRNA翻译

已有 753 次阅读 2017-3-18 23:20 |系统分类:论文交流|关键词:MITE 转座子

 3月3日,《Nature Communications》在线发表了熊立仲课题组题为 “Translational repression by a miniature inverted-repeat transposable element in the 3′untranslated region” 的研究论文。该研究发现水稻中的一类DNA转座子具有翻译抑制功能。此研究使我们更深入了解基因组中转座子的生物学功能。沈建强博士生为本文的第一作者,熊立仲教授为通讯作者。

  水稻作为全世界最重要的粮食作物和模式植物之一,其基因组中含有大量的转座子(transposable element),尤其是微小反向重复转座元件(miniature inverted-repeat transposable element,MITE),这使水稻成为研究转座子起源、转座和功能的最佳模式植物。曾被认为是“垃圾DNA”的转座子是真核生物基因组中重要的组成成分,在基因组进化过程中发挥着巨大作用。转座子一般可分为反转录转座子和DNA转座子。之前的研究显示,反转录转座子可以转录为mRNA一部分,调控mRNA的选择性剪接,选择性加尾,稳定和翻译。本研究表明,DNA转座子能抑制内源蛋白Ghd2的翻译,从而调控水稻开花时间、株高和每穗粒数。这个发现对进一步了解MITE的生物学功能具有重要意义。

  该研究发现存在于基因3′非翻译区(3′untranslated region)中的微小反向重复转座元件(MITE)可以被植物内源DCL蛋白识别并切割,从而形成不完整的mRNA。这种mRNA可能会进一步影响自身的翻译,而抑制翻译产物的积累。人为切除该基因非翻译区的MITE,则会上调此基因的翻译产物。这些结果证实,DNA转座子具有抑制mRNA翻译的功能。

(上述内容为转载,只是稍加修改)

在我前面的博文中提到一篇小麦的文章最近看到一篇小麦文章The characteristics and functions of a miniature inverted‑repeat transposable element TaMITE81 in the 5′ UTR of TaCHS7BL from Triticum aestivum. 文章发现基因启动子区插入Miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs)可以降低基因的表达。小麦基因组是异源六倍体,多数基因有3个copies,比较3个拷贝之间MITE的插入情况,在结合基因的表达情况,在组学水平上可以进一步说明相关问题。

正如前面小麦那篇paper中所说,MITE插入编码区上游可以影响基因的表达。我们可以猜测MITE可能提供了基因表达所需的顺式作用元件。Santiago等分析151个Emigrant(MITE)插入位点的侧翼序列,表明10%的MITE元件位于预测基因的内部(7%在内含子,3%在外显子),68%位于开放阅读框的侧翼区域(24%与ORF的距离少于500bp, 23%位于500-1000bp之间,21%超过1000bp),13%位于重复序列区域。该结果也表明MITE元件多插入在基因的附近,推测将对基因的表达产生一定影响。有些MITE元件插入基因的3`区,能够改变基因的PolyA信号。Hbr元件插入玉米抗病基因hm的3’UTR区后,使该基因失去活性。很多研究显示,MITE总是位于基因的上游,启动子是基因转录中重要的调控元件,决定基因表达的时空特异性,这些MITE元件可能影响启动子的活性、RNA拼接、转录终止、RNA的稳定性以及基因的编码能力。




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1 李竞

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GMT+8, 2017-11-18 18:27

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