上海生科院揭示 SnRK2 蛋白激酶调控 miRNA 合成的新机制

4 月 18 日，PLoS Genetics 杂志在线发表了中国科学院上海生命科学研究院上海植物逆境生物学研究中心朱健康研究组题为 The SnRK2 kinases modulate miRNA accumulation in Arabidopsis 的研究论文。该项研究揭示了植物 ABA 信号转导和渗透胁迫的关键蛋白激酶 SnRK2 参与了 miRNA 生物合成的调控。

microRNA（miRNA）是一种广泛存在于动植物体内的长度为 20-24 个核苷酸的非编码的小 RNA。通过调控 mRNA 的剪切和翻译，miRNA 参与了植物生长发育、胁迫应答等许多生物学过程。III 型核糖核酸酶 DCL1、锌指蛋白 SE 以及双链 RNA 结合蛋白 HYL1 是 miRNA 合成复合体的核心组分。已知植物激素脱落酸和渗透胁迫应答途径能够影响 miRNA 的积累，但详细的分子机制并不清楚。

朱健康研究组发现植物激素脱落酸和渗透胁迫应答途径的核心组分 SnRK2 蛋白激酶能调控 miRNA 合成途径中的核心组分，并调控 miRNA 的合成。在模式植物拟南芥中，SnRK2 蛋白激酶家族共有 10 个成员（SnRK2.1-SnRK2.10）。其中，snrk2.2/2.3/2.6 三突变体对 ABA 不敏感，而缺失所有 SnRK2 成员的 snrk2 十突变体缺乏适应渗透胁迫的能力，对渗透胁迫敏感。朱健康研究组发现 snrk2.2/2.3/2.6 突变体中，miR160 等 miRNA 的含量降低，对应的 miRNA 的前体（pri-miRNA）以及靶基因表达增加。在 snrk2 三突变体和十突变体中 HYL1 蛋白含量降低。进一步的研究表明 HYL1 和 SE 蛋白可能是 SnRK2 蛋白激酶的磷酸化底物 。该研究发现了 SnRK2 蛋白激酶在 miRNA 合成过程中的重要作用，并初步揭示了 ABA 和渗透胁迫调控 miRNA 合成的分子机制。

该工作得到了中科院等经费的支持。