mRNA对靶基因表达的调控。

本报讯 近日，生命学院戚益军教授课题组揭示，编码蛋白质的信使RNA（mRNA）可通过结合染色质，以不依赖自身编码蛋白质的全新方式调控靶基因转录。

研究团队系统分析了拟南芥中10479对由mRNA介导的染色质互作，然后进一步选取了与靶基因CEP2和MRF4互作的BT2 mRNA作为模式进行深入研究，结果发现，BT2 mRNA可以抑制CEP2和MRF4的转录，达到调控拟南芥根生长和开花时间的效果。

研究团队通过体内外实验发现，BT2 mRNA中一段富含AG的序列（三链体形成寡核苷酸，TFO）介导BT2 mRNA与CEP2和MRF4的基因组DNA形成RNA-DNA三链体。利用CRISPR/Cas9技术，研究人员在BT2位点敲除该TFO序列后，BT2 mRNA和蛋白表达水平不变，蛋白功能保持正常，但BT2 mRNA与靶基因的结合丧失，CEP2和MRF4表达升高，植株表现出主根伸长和晚花表型。进一步研究表明，BT2 mRNA通过与CEP2和MRF4形成RNA-DNA三链体，促进靶位点抑制性组蛋白修饰H3K9me2和H3K27me3的积累，从而抑制CEP2和MRF4的转录。

为了验证mRNA调控靶基因转录的普遍性，研究团队还解析了GSL8 mRNA的调控功能，发现GSL8对其靶基因的抑制同样严格依赖于其mRNA，但GSL8 mRNA是通过限制靶位点激活性组蛋白修饰H3K4me2和H3K36me3的积累抑制靶基因转录。这表明不同的mRNA并非依靠单一通用机制调控基因表达。

该研究打破了对mRNA的固有认知：mRNA不仅是把遗传信息从DNA传递到蛋白质的“信使”，其本身还可以直接参与基因表达调控。值得一提的是，水稻、小鼠、果蝇乃至人的细胞中也有mRNA与染色体结合的现象，这表示，该调控策略可能在真核生物中广泛存在。同时，许多曾被注释为非编码RNA的RNA也可与核糖体结合，并翻译产生具有重要生物学功能的多肽。这些兼具编码功能与调控功能的双功能RNA，可能是连接编码RNA与非编码RNA体系的进化中间态分子，这为解析RNA的进化机制与功能多样性提供了全新思路。

研究成果以“植物中与染色质结合的蛋白质编码转录本对靶基因表达的调控”为题，发表在《科学》（Science）期刊上。戚益军为论文通讯作者，生命学院博士后韩露、袁宇翔为论文共同第一作者。

（生命学院）