北京大學生命科學學院在細胞壁miRNA功能研究中取得新進展

為了解答miRNA如何調控細胞壁生物合成的問題，北京大學生命科學學院李磊研究組通過生物信息學方法在模式植物擬南芥中鑒定了23個靶向細胞壁生物合成基因的miRNA，命名為細胞壁miRNA（CW-miRNA）。以miR775為例進行了深入的遺傳和生化研究，發現miR775能夠靶向一個編碼糖基轉移酶31家族的半乳糖基轉移酶基因GALT9，而miR775-GALT9通路主要通過改變細胞大小來調控葉片及其他相關器官的大小；隨后，基于基因共表達分析、細胞壁單糖定量測量、共焦拉曼成像、果膠免疫標記和原子力顯微鏡分析等結果，闡明了該通路通過調控細胞壁的果膠水平和細胞壁彈性模量來控制細胞大小并進而調控器官大小。還發現miR775受到上游轉錄因子HY5的負向調控，構成了HY5-MIR775-GALT9雙重抑制通路，遺傳學證據表明HY5通過抑制miR775的表達來調控細胞壁果膠水平和細胞壁彈性模量進而調節器官大小。以上結果揭示了基于miRNA的細胞壁基因調控在控制器官大小方面的作用機制，突出了系統研究植物生長發育過程中細胞壁miRNA功能的必要性，對深入理解植物器官大小形成機制具有重要意義，同時為改良作物農藝性狀提供了新的思路。相關研究成果于1月11日在線發表于《The Plant Cell》上。