小分子核糖核酸(microRNAs,以下簡稱miRNAs)是一種在動物和人類基因調控中發揮重要作用的小型核糖核酸(RNA),一直令許多科學家為之著迷。在生物學和醫學中,一項非常重要的研究範疇就是miRNA如何控制和調節基因表達,因為科學界一般相信,這個課題對理解細胞突變有重大作用,對於治療癌症和其他與細胞突變有關的疾病,至為關鍵。

雖然miRNA及其在人類中的生物起源已是科學界的熱門題目,但針對其他動物中的miRNA加工複合體(一種啟動miRNA生物起源的蛋白質複合物)的研究卻相當缺乏。最近,香港科技大學(科大)的研究團隊揭示了秀麗隱桿線蟲加工複合體(cMP)的基本機制,該研究為未來線蟲中miRNA相關研究鋪平了道路,並為探索miRNA在所有生物中發揮的作用,提供更廣泛的視覺。

        該研究最近在開放獲取期刊Nucleic Acids research上發表。

        領導這項研究的科大生命科學部助理教授阮俊英教授說:「秀麗隱桿線蟲加工複合體(cMP)的分子機制自18年前發現以來,一直沒有詳細闡明。當然,出於充分的理由,許多人關注於人源miRNA的研究,但是對於秀麗隱桿線蟲中這種複合體卻缺乏基本信息,所以引發了我們的研究。」

        阮教授和他的團隊通過進行高通量pri-miRNA切割實驗,解構線蟲中pri-miRNA加工複合體(cMP)的分子機制。在此過程中,他們發現了一項cMP獨有的分子機制,與科學界一直已知的人源pri-miRNA加工複合體(hMP)分子機制非常不同。

        阮教授續解釋:「我們證實了cMP由兩個亞基組成,即cDrosha和Pasha,每個亞基都有自己的能力來測量秀麗隱桿線蟲pri-miRNA的莖長。這兩個亞基可以使用其獨特的測量方法確定複合物的切割位點。更重要的是,我們揭示的機制在許多方面與人源MP(hMP)不同,例如,人源DROSHA僅測量13 bp並確定hMP的切割位點,而DGCR8(Pasha人源同源物)似乎根本沒有能力測量或確定切割位點。」

        隨著cMP機制的顯現,阮教授期待更深入研究cMP/cel-pri-miRNA的結構,找出更多問題的答案。

       他表示:「我們現在知道了Pasha的dsRBD和linker對於25 bp上莖測量是必需的,但在充分了解這些底物的結構基礎的旅程上,我們才剛剛開始,相信這個領域的將吸引更多的同業加入。」

Image 1

香港科技大學的研究團隊解構了秀麗隱桿線蟲 (C. elegans) pri-miRNA 的加工機制。

photo 11

圖中的兩條線蟲展現了了其pri-miRNA的 結構,而後Drosha蛋白 和 Pasha蛋白共同加工 pri-miRNA。

photo 12

論文的共同作者為阮娧琳博士(左)和Trung Duc NGUYEN(右)。
科研發現