lncRNA是一类转录本长度大于200nt的长链非编码RNA。它们在植物的生长发育和胁迫响应中起重要作用。另外,竞争性内源RNA(ceRNA)假说机制揭示了LncRNAs可作为miRNA的内源性靶标模拟物(eTMs),通过特异性miRNA位点与其结合来抑制胞质内miRNA的积累,进而在转录后水平增强miRNA靶标的表达。如果感兴趣的,可以找到很多关于lncRNA的review,如果对机理研究感兴趣,也可以去搜我们老板实验室的论文。
最近刚发的一篇文章:2021年6月24日,Plant Cell and Environmental在线发表了题为“Long noncoding RNA lncRNA354 functions as a competing endogenous RNA of miR160b to regulate ARF genes in response to salt stress in upland cotton”的研究论文。因为对机理比较感兴趣,所以就下载了他们实验室关于lncRNA的几篇文章来看了看。
他们实验室早期转录组测序分析发现,陆地棉中的盐胁迫响应性lncRNAs。这篇文章发的也一般,内容也比较常规。就是对于盐处理的棉花进行了测序,然后进行了lncRNA的鉴定,后面也是常规分析,比如差异lncRNA鉴定,target预测等(这种可以去参考我们的PLncDB,我们大规模的分析了80个物种,并把这些常规分析的结果在线展示给大家)。
上述文章中,他们发现lncRNA_388可能调控了Gh_A09G1182,lncRNA_883可能调控了Gh_D03G0339来参与对于盐胁迫的应激反应。lncRNA_973和lncRNA_253可能通过调控miR399和miR156来参与盐胁迫。如果对于miRNA工作比较熟悉的人,应该看过很多的文献,比如miR156通过调控SPL参与盐胁迫。而miR399是mimic target的典型例子,和PHO2以及IPS1一起参与缺磷的反应过程。(如果文章到这里结束,那真没什么意思,就变成纯粹为了测序发个小文章的工作。)
实验室另一篇文章,作者又深入对lncRNA973的功能进行了深入验证。在这篇文章中做了克隆、定位、表达分析等。同时在拟南芥中做了过表达,在棉花中做了VIGS,在表型上进行了确认,明确了lncRNA973参与盐胁迫的调控过程。然后通过RNA互作预测了其可能的靶标,并做了表达水平的验证。比生信的文章往前走了一步,但是缺点是:1. 缺乏稳定的遗传材料(OE还是拟南芥中做的)和表型的验证;2. 机理不明确,靶标不明确。所以文章也发的一般。
然后,回到这个PCE文章的lncRNA354,这个candidate没在第一篇组学的文章提过,可能是作者自己比较感兴趣的candidate,所以刻意弱化了,怕竞争吧。这个比lncRNA973做的更深入了一步(所以发的比973好点的原因)。这个文章中克隆了lncRNA354的全长(673bp)转录本,其在盐胁迫处理棉花中的表达量降低,并定位于细胞核和细胞质。
利用VIGS技术对棉花中的lncRNA354进行沉默表达,结果发现沉默植株较对照明显增高。NaCl处理离体叶盘以及活性氧(ROS)水平检测表明,lncRNA354沉默表达增强了陆地棉的盐胁迫耐受性。
eTMs分析显示,lncRNA354存在潜在的ghr-miR160b结合位点。并且通过在烟草中瞬时表达以及GUS染色证实,lncRNA354作为ghr-miR160b的eTM,能够在转录后水平抑制ghr-miR160b诱导的生长素响应因子AUXIN RESPONSE FACTOR 17/18(GhARF17/18)降解。
功能鉴定发现,ghr-miR160b过表达或其靶标GhARF17/18沉默表达植株表现出相似的表型,即植株发育增强和根干重增加,从而使植株耐盐性增强。而ghr-miR160b沉默植株生长减缓,且对盐胁迫更敏感。此外,lncRNA354和GhARF17/18 在拟南芥中的异源过表达导致植株矮化、根干重以及耐盐性降低。
最后提出了他们对于棉花盐胁迫响应的模型推测。综上,该研究揭示了lncRNA的转录后调控机制,阐明了lncRNA354-miR160b-ARFs互作模块在植物发育和棉花盐胁迫响应方面发挥重要调控作用。缺点:和lncRNA973一样不是稳定的遗传材料(我投文章review也会问这个问题),并且OE还不是在棉花中验证的。2. 在转录水平解析了lncRNA354-miR160-ARF的相互作用,但是并不是直接的证据,这可能也是限制文章更进一步的重要原因吧。
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