2010年5月14日，北京生命科学研究所戚益军实验室在Molecular Cell杂志发表封面论文“DNA Methylation Mediated by a MicroRNA Pathway”。该论文报道了一类新的microRNAs（miRNAs），这类miRNAs能特异性地介导靶标基因的甲基化并抑制其表达。同期杂志封面以中国神话人物哪吒为形象，生动地表达了miRNAs调控靶标基因的多才多艺。
MiRNAs是一类内源性的小分子RNAs，它们在基因表达调控中起着非常重要的作用。在植物中，miRNAs的长度一般为～21 nt，其产生依赖于Dicer-like 1（DCL1）。miRNAs产生后与Argonaute1 (AGO1)蛋白结合形成基因沉默效应复合体 (RNA-Induced Silencing Complex, RISC)，从而通过切割靶标基因的mRNA或抑制翻译的方式在转录后水平调控基因表达。戚益军实验室在水稻中发现了一类长度为24 nt 的miRNAs，并定名为long miRNAs (lmiRNAs)。研究发现，与常规的21 nt 的miRNAs不同，lmiRNAs由另一个Dicer 家族成员，DCL3切割产生，并与AGO4亚家族蛋白形成RISCs。进一步研究表明，lmiRNAs与AGO4的特异性互作不仅取决于lmiRNAs的5’ 末端核苷酸，而且依赖于上游lmiRNAs的产生机制。更为重要的是，该实验室发现lmiRNAs不是在转录后水平调控靶基因，而是通过介导靶标基因DNA的甲基化在转录水平抑制其表达。这些发现揭示了miRNAs对靶标基因的一种新的调控方式。
博士研究生武亮和技术员周环宇为该文章的共同第一作者，其他作者还有张青青，张建光，倪方锐和刘畅。封面图案由杨宁绘制。戚益军博士为本文通讯作者。此项研究为科技部863计划和北京市科委资助课题，在北京生命科学研究所完成。
该论文发表后引起关注，5月14日Cell杂志在“Leading Edge”栏目发表短评“MicroRNAs set a course for DNA methylation”，对该论文作了专门介绍。(生物谷Bioon.com)
更多阅读
PNAS：血管的层流剪应力调节miRNA表达
Nature：miRNA支配细胞命运机制
Nature：miRNA和mRNA之间的相互作用
生物谷推荐原文出处：
Molecular Cell DOI：10.1016/j.molcel.2010.03.008
DNA Methylation Mediated by a MicroRNA Pathway
Liang Wu, Huanyu Zhou, Qingqing Zhang, Jianguang Zhang, Fangrui Ni, Chang Liu, Yijun Qi
In plants, the known microRNAs (miRNAs) are produced as 21 nucleotide (nt) duplexes from their precursors by Dicer-like 1 (DCL1). They are incorporated into Argonaute 1 (AGO1) protein to regulate target gene expression primarily through mRNA cleavage. We report here the discovery of a class of miRNAs in the model monocot rice (Oryza sativa). These are 24 nt in length and require another member of the Dicer family, DCL3, for their biogenesis. The 24 nt long miRNAs (lmiRNAs) are loaded into AGO4 clade proteins according to hierarchical rules, depending on the upstream biogenesis machinery and the 5-terminal nucleotide. We demonstrated that lmiRNAs direct DNA methylation at loci from which they are produced as well as in trans at their target genes and play roles in gene regulation. Considered together, our findings define a miRNA pathway that mediates DNA methylation.
