生物通報(bào)道 來自武漢大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員證實(shí)，在肌肉分化過程中一種叫做miR-1的小RNA分子直接增強(qiáng)了線粒體基因的表達(dá)。這一重要的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在7月31日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是現(xiàn)任職于武漢大學(xué)及加州大學(xué)圣地亞哥分校的付向東（Xiang-Dong Fu）教授，其早年畢業(yè)于武漢大學(xué)病毒學(xué)系，是著名的美籍華人科學(xué)家，在分子生物學(xué)、生物化學(xué)等領(lǐng)域有較深造詣，在生命科學(xué)界付向東因發(fā)現(xiàn)SR家族的剪接因子和一個新的激酶家族而為眾人矚目。已在美國獲得專利兩項(xiàng)，在國際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文100多篇，其中Nature 、Science、Cell論文十余篇（延伸閱讀：付向東教授Cell子刊：癌癥中的過猶不及）。

MicroRNAs(miRNAs)是一類長度約為22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子,它能與mRNA的特定位點(diǎn)結(jié)合,參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控,從而抑制蛋白質(zhì)的合成。近年來大量的研究證實(shí), miRNAs在調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄與表達(dá),調(diào)控生物體正常發(fā)育等各個生理過程中扮演重要角色,同時也對人類疾病的防治以及生物進(jìn)化探索有著重要意義。

miRNAs的表達(dá)具有明顯的組織特異性和發(fā)育階段特異性。以往的研究已發(fā)現(xiàn)了一些在骨骼肌和心肌中特異表達(dá)的miRNAs。并證實(shí)miRNAs在肌肉的增殖、分化等發(fā)育過程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用, miRNAs的表達(dá)異常與某些肌肉疾病的病理過程有關(guān)。

線粒體是一種存在于大多數(shù)真核細(xì)胞中的半自主細(xì)胞器。它是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷（ATP）的主要場所，為細(xì)胞的活動提供了能量，有“細(xì)胞動力工廠”之稱。除了為細(xì)胞功能外，線粒體還參與諸如細(xì)胞分化、細(xì)胞信息傳遞和細(xì)胞凋亡等過程，并擁有調(diào)控細(xì)胞生長和細(xì)胞周期的能力。

在這篇文章中研究人員報(bào)告稱，發(fā)現(xiàn)了一種在肌生長過程中特異性誘導(dǎo)表達(dá)的miRNA——miR-1。他們證實(shí)miR-1有效地進(jìn)入到線粒體中，在那里它出乎意料地刺激了線粒體基因組編碼的特異性轉(zhuǎn)錄物翻譯。

研究人員證實(shí)，特異性的miR：mRNA堿基配對和Ago2是產(chǎn)生這一正效應(yīng)的必要條件。他們通過交聯(lián)免疫沉淀結(jié)合深度測序（crosslinking immunoprecipitation coupled with deep sequencing，CLIP-seq），利用線粒體靶向Ago2挽救功能，以及在細(xì)胞質(zhì)中選擇性抑制這一miRNA機(jī)器等方法，證實(shí)了Ago2對線粒體基因表達(dá)發(fā)揮直接作用。

這些研究結(jié)果證實(shí)了miR-1在線粒體基因表達(dá)中發(fā)揮正向功能，通過在線粒體中增強(qiáng)基因表達(dá)以及在細(xì)胞質(zhì)中抑制基因表達(dá)，miR-1介導(dǎo)了一個高度協(xié)調(diào)的肌肉生成程序。由此本研究揭示了線粒體基因表達(dá)一種新調(diào)控方式，對肌肉細(xì)胞發(fā)育程序提供了新的闡釋。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

MicroRNA Directly Enhances Mitochondrial Translation during Muscle Differentiation

MicroRNAs are well known to mediate translational repression and mRNA degradation in the cytoplasm. Various microRNAs have also been detected in membrane-compartmentalized organelles, but the functional significance has remained elusive. Here, we report that miR-1, a microRNA specifically induced during myogenesis, efficiently enters the mitochondria where it unexpectedly stimulates, rather than represses, the translation of specific mitochondrial genome-encoded transcripts……