在高等植物的形態建成中，葉片作為主要的光合作用器官，其平坦結構的形成依賴于精確的背腹軸（adaxial-abaxial）極性建立。這種極性不僅決定了葉片的扁平形態，更與脈管系統的空間排布密切相關——木質部總是朝向近軸面（上表面），而韌皮部則朝向遠軸面（下表面）。化石證據表明，現代植物的葉片可能是從古代維管植物的無葉莖軸經過側向扁平化進化而來，這暗示著維管組織在葉片極性建立和形態塑造中可能發揮著古老的“組織中心”作用。盡管已知microRNA165/166（miR165/166）通過抑制III類同源域亮氨酸拉鏈（HD-ZIP III）轉錄因子來維持遠軸特性，而近軸表達的miR390則通過ta-siRNA通路降解ARF3/4以促進近軸生長，但維管發育如何與葉片背腹軸極性精確耦合，其背后的分子信號橋梁仍不甚清晰。

為了解開這一謎題，發表在《Nature Communications》上的一項研究將目光投向了RNA結合蛋白JULGI（JUL1）。研究人員發現，JUL1作為一個源自維管組織的移動信號，通過調控miR165/166的生物合成，精巧地整合了脈管發育與葉片模式建成。

本研究綜合運用了遺傳學、分子生物學和生物化學等多種技術手段。研究人員利用擬南芥T-DNA插入突變體、組織特異性啟動子驅動基因表達、短串聯靶標模擬（STTM）技術、RNA電泳遷移率變動分析（REMSA）、RNA免疫共沉淀（RIP）、基于MS2系統的RNA實時監測、熒光共振能量轉移（FRET）分析、體外pri-miRNA加工實驗以及原生質體瞬時表達系統等關鍵技術，并結合了生物信息學分析和單細胞RNA測序數據挖掘，系統闡明了JUL1的功能機制。

研究人員通過生物信息學分析，在擬南芥的非編碼RNA中篩選出可能含有JUL1最小結合基序（KKGDGGGKW）或具有高G-四鏈體（RG4）形成潛力的序列。結果顯示，pri-MIR165和pri-MIR166家族的五個成員同時滿足這兩個條件，并且其JUL1結合序列在核心被子植物（如毛果楊、擬南芥和水稻）中高度保守，而在蕨類和小立碗蘚中缺失，暗示了JUL1與miR165/166模塊在進化上的關聯。遺傳證據表明，jul1單突變體和jul1 jul2雙突變體葉片出現向下卷曲的錐形表型，這是遠軸特性增強的典型特征。分子檢測發現，突變體中pri-MIR165a和pri-MIR166a（含JUL1結合序列）水平下降，而成熟miR165/166水平卻升高；不含結合序列的pri-MIR166c/d則無變化。更重要的是，在jul1 jul2突變體中利用分生組織特異性啟動子RPS5A表達STTM165/166以抑制miR165/166活性后，卷葉表型、背腹軸標記基因（FIL, KAN, PHB, REV）的表達異常以及突變體中增強的韌皮部發育均得到顯著恢復。這證明JUL1通過調控miR165/166水平來影響葉片背腹軸極性。

通過分析單細胞RNA測序數據，發現JUL1轉錄本主要富集在韌皮部相關細胞（如伴胞、篩管）中，而在葉片背腹面的表皮細胞中不表達。啟動子融合GFP實驗證實，MIR165a的轉錄活性局限于葉原基的遠軸端，而JUL1的轉錄活性則特異性地出現在葉原基的中脈中。然而，JUL1蛋白的分布（通過JUL1-GFP融合蛋白觀察）卻遍布整個葉原基，提示JUL1蛋白可能具有移動性。為了驗證其非細胞自主性功能，研究者在jul1 jul2突變體中分別利用遠軸特異性啟動子FIL、維管特異性啟動子APL和近軸特異性啟動子BOP1驅動JUL1表達。令人驚訝的是，在任何一種組織中異位表達JUL1均能不同程度地挽救突變體的卷葉表型并恢復背腹軸標記基因的表達，其中FIL和APL啟動子的挽救效果尤為顯著。這表明，只要存在JUL1蛋白，無論其轉錄來源如何，都能發揮功能，明確了JUL1作為非細胞自主性調控因子的角色。

通過RNA電泳遷移率變動分析（REMSA），證實重組GST-JUL1蛋白能直接與pri-MIR165a和pri-MIR166a的G富集區結合，且對pri-MIR165a的親和力更強。進一步的點突變和競爭實驗表明，JUL1結合依賴于pri-MIR165a中的三個G區塊（G-block），其中G-block#1的貢獻最大。在擬南芥原生質體中，利用MS2系統進行實時成像，觀察到mRFP-JUL1與MS2- pri-MIR165a融合轉錄本共定位，而RNA結合缺陷型突變體mRFP-JUL1(RA)則無此現象。RNA免疫共沉淀（RIP）實驗直接從表達JUL1-HA的植物葉片中富集到了pri-MIR165a。這些結果在體外和體內均證實了JUL1與pri-MIR165a的直接相互作用。

在jul突變體中，pri-MIR165a水平下降而成熟miR165/166水平上升，提示JUL1可能影響miRNA加工過程。研究者設計實驗探究其機制：在鏈霉親和素磁珠表面固定帶有Cy5標記的G富集區探針，加入Cy3標記的反義鏈（anti-probe）后，可觀察到明顯的綠色熒光（Cy3），表明雙鏈RNA形成；而當加入JUL1后，綠色熒光信號顯著減弱，JUL1(RA)則無此效應。FRET分析進一步定量證實，JUL1的存在降低了G富集區探針與其反義鏈之間的能量轉移效率。這些結果支持JUL1通過結合pri-MIR165a的單鏈區域，阻礙其形成加工所必需的莖環二級結構。隨后，RNA免疫共沉淀實驗顯示，在共表達JUL1-FLAG的原生質體中，DCL1的雙鏈RNA結合域（dsRBD-HA）所結合的pri-MIR165a量顯著減少。體外pri-miRNA加工實驗最終證實，隨著重組GST-JUL1蛋白濃度的增加，從野生型pri-MIR165a（pri-MIR165a_WT）加工產生成熟miR165的效率被抑制，而對JUL1結合較弱的突變體pri-MIR165a（pri-MIR165a_mut#3）的加工抑制效應則較弱。這表明JUL1通過競爭性或空間位阻效應，干擾了DCL1對pri-MIR165a的識別和加工，從而抑制miR165的生物合成。

在擬南芥原生質體報告中，共表達JUL1和pri-MIR165a能導致成熟miR165/166水平下降，同時含有miR165/166靶位點的PHBBS-GFP報告基因的轉錄水平和GFP信號增強，而靶位點突變的mPHBBS-GFP則不受影響。利用地塞米松（DEX）誘導的JUL1過表達（LhGR-JUL1）和基因敲降（LhGR-amiR-JUL1）系統，證實改變JUL1水平能直接、快速地反向調控pri-MIR165a和成熟miR165/166的水平，并進而影響其靶基因PHB和REV的表達。為了在整體植物水平驗證JUL1結合的功能重要性，研究者構建了表達野生型MIR165a（proMIR165a:MIR165a_WT）或結合缺陷型MIR165a（proMIR165a:MIR165a_mut#3）的轉基因擬南芥。在Col-0背景下，表達MIR165a_mut#3的植株出現了與jul1 jul2突變體類似的嚴重葉片卷曲，其成熟miR165/166與pri-MIR165a的比值（代表加工效率）顯著高于野生型對照；而在jul1 jul2背景下，兩種轉基因均未能使表型進一步加劇。這有力地證明，JUL1對pri-MIR165a的結合是抑制其加工、防止miR165/166過度積累和葉片極性失衡的關鍵。

綜上所述，該研究揭示了一個精細的調控回路：在葉片發育早期，中脈中起始的韌皮部發育伴隨著JUL1的表達。JUL1蛋白隨后移動至葉片組織，在遠軸端與pri-MIR165a結合，通過抑制DCL1的加工來限制miR165/166的產量。較低的miR165/166水平使得HD-ZIP III轉錄因子得以在近軸端發揮作用，從而鞏固了近軸特性，確保葉片平坦發育。這項工作不僅發現了JUL1這一連接維管發育和葉片極性的關鍵移動信號，還闡明了其通過結合pri-miRNA并干擾加工酶活性這一新穎的轉錄后調控機制。從進化角度看，JUL1及其結合位點在維管植物中的共保守性，暗示了這一調控模塊可能是維管植物實現復雜器官協調發育的重要進化創新。此外，JUL1的表達受蔗糖誘導，提示它可能作為連接光合作用效率（碳源狀況）與葉片形態建成的分子傳感器，使植物能根據環境條件優化葉形結構。這項研究為理解植物如何整合內部發育程序與外部環境信號以優化器官形態提供了重要見解。