RNase L加工生成miRNA机制及生物学意义研究

Biogenesis, procesing and exrpession regulation of miRNAs are exceedingly complex. In the study of my previous NSFC projtect (The discovery of new RNase responsible for pre-miRNA biogenesis and its function research), we firstly found that RNase L could participate in miRNA maturation proces under certain conditions. RNase L is a new RNase responsible for miRNA processing, which illustrates the complexity of miRNA maturation. RNase L is associated with tumorigenesis, antiviral effect of interferon and innate immune responses against bacterial infection, although the function mechanism remains to be illustrated clearly. Here we found that RNase L was involved in miRNA biogenesis and processing, this finding will bring about new perspectives for further analyzing the function of RNase L and the complex regulation mechanism of miRNA expression. Base on these findings, we would further discuss the mechanism of RNase L involving in miRNA biogenesis and process, and its biological significance. We believe that the results of this project will promote our understanding for RNase L, and the effect of miRNA biogenesis regulation in diseases.

miRNA的生成、加工和表达调控是一个复杂过程。我们在2011年结题的国家自然科学基金课题"新的pre-miRNA生成核酸酶的发现和功能研究"研究中发现核糖核酸酶L(RNaseL)可在特定条件下参与miRNA的加工生成。这是首次发现新的miRNA加工酶，丰富了对miRNA生成复杂性的认识。RNase L与细胞凋亡、肿瘤等多种疾病的发生、干扰素抗病毒作用和抗细菌感染的先天免疫作用密切相关。但是，其作用机制尚未完全阐明。RNase L参与miRNA的加工生成的发现为进一步阐明RNase L的功能，以及揭示miRNA表达调控复杂性提供了一个全新的视角。本研究将针对RNase L参与miRNA加工生成这一新发现，深入研究RNase L在miRNA加工生成中的作用机制，以及其在肿瘤细胞中的生物学意义。研究结果将丰富对RNase L功能和miRNA的生成调控在疾病中作用的认识。

miRNA是一类长度约22nt单链非编码RNA，在细胞内具有重要的调节作用。miRNA 的生成、加工和表达调控是一个复杂过程。但是，其作用机制尚未完全阐明。为了证实是否存在其他的RNA酶参与miRNA加工生成，我们验证了不同的RNA酶对miRNA表达水平的影响，发现在敲低RNase L蛋白表达水平后，多种miRNA表达水平明显降低，同时其相应的miRNA前体表达水平并没有发生明显变化。进一步研究发现，RNaseL与Ago2蛋白以及RISC加载小RNA的重要蛋白HSP70、HSP90存在相互作用，同时RNase L与Ago2的相互作用依赖于RNA以及HSP90的活性。上述研究结果表明RNase L与miRNA加工成熟过程相关。近来有研究发现miRNA加工核心蛋白Drosha、Dicer、Ago2以及其加工产生的小RNA在DNA双链断裂损伤修复中具有重要的功能。我们研究发现，抑制和过表达RNase L影响辐射诱导的细胞DNA双链断裂的损伤和修复，RNase L可能是参与DNA损伤修复的新的重要酶分子。