北京大学生命科学学院在细胞壁miRNA功能研究中取得新进展

为了解答miRNA如何调控细胞壁生物合成的问题，北京大学生命科学学院李磊研究组通过生物信息学方法在模式植物拟南芥中鉴定了23个靶向细胞壁生物合成基因的miRNA，命名为细胞壁miRNA（CW-miRNA）。以miR775为例进行了深入的遗传和生化研究，发现miR775能够靶向一个编码糖基转移酶31家族的半乳糖基转移酶基因GALT9，而miR775-GALT9通路主要通过改变细胞大小来调控叶片及其他相关器官的大小；随后，基于基因共表达分析、细胞壁单糖定量测量、共焦拉曼成像、果胶免疫标记和原子力显微镜分析等结果，阐明了该通路通过调控细胞壁的果胶水平和细胞壁弹性模量来控制细胞大小并进而调控器官大小。还发现miR775受到上游转录因子HY5的负向调控，构成了HY5-MIR775-GALT9双重抑制通路，遗传学证据表明HY5通过抑制miR775的表达来调控细胞壁果胶水平和细胞壁弹性模量进而调节器官大小。以上结果揭示了基于miRNA的细胞壁基因调控在控制器官大小方面的作用机制，突出了系统研究植物生长发育过程中细胞壁miRNA功能的必要性，对深入理解植物器官大小形成机制具有重要意义，同时为改良作物农艺性状提供了新的思路。相关研究成果于1月11日在线发表于《The Plant Cell》上。