输出蛋白-5调控人Microprocessor介导miRNA生物合成

MicroRNAs (miRNAs) small non-coding RNAs (~22 nucleotides) that are present in virtually all plants and animals and play critical roles in gene expression regulation. The proper expression and sequence fidelity of miRNAs, which are largely governed by miRNA biogenesis, must be achieved for their normal functions in cells. In human, Microprocessor initiates miRNA biogenesis by cleaving miRNA precursors or pri-miRNAs to generate pre-miRNAs which are picked up by Exportin-5. Our latest work has solved the controversy of Microprocessor molecular mechanism for last decade and revealed the comprehensive model of Microprocessor mechanism. However, it has not been known how Microprocessor release the products and how the products are picked up by Exportin-5. This proposal aims to unveil the product release mechanism of Microprocessor and the roles of Exportin-5 in this process, thereby adding one more layer of regulation on miRNA expression.

小分子核糖核酸（miRNA）属于一类存在于几乎所有植物和动物中的长度约为22个核苷酸的小非编码核糖核酸。miRNA的准确表达和序列保真是由miRNA生物合成过程决定的，在基因表达调控中发挥关键作用。在人体中，Microprocessor蛋白复合物通过切割miRNA前体或pri-miRNA产生pre-miRNA，然后Exportin-5接过pre-miRNA并转运到细胞质中进一步剪切加工。 我们最近的工作已经解决了Microprocessor分子机制在过去十年的争议，并建立了Microprocessor作用机制的综合模型。 然而，目前还是不清楚Microprocessor如何释放剪切产物，以及剪切产物如何被Exportin-5拾起。 本课题旨在揭示Microprocessor的剪切产物释放机制和Exportin-5在该过程中的作用，从而揭示miRNA新的一层表达调控机制。

microRNAs (miRNAs) 在动物和植物中普遍存在，并在基因调控中发挥关键作用。已经在人类中发现超过 2,500 种 miRNA，它们的功能异常会导致许多细胞缺陷。此外，miRNA 功能异常与多种人类疾病有关。超过 2,000 种 miRNA 通过经典 miRNA 生物合成途径中产生，加工复合体在该途径中切割初级 miRNA (pri-miRNA) 的来启动生物合成。因此，MP 切割的保真性和有效性对于 miRNA 的产生及其功能至关重要。在我们的研究中，我们利用了多种方法，包括生化切割实验、细胞实验、二代测序和生物信息学来研究 MP 的分子机制。我们发现 Exp5刺激MP 的活性，这表明 Exp5 在 miRNA 生物合成中有不同于其在pre-miRNA 从细胞核到细胞质的转运外的新功能。我们还揭示了 SRSF3依赖于 CNNC 的方式将 DROSHA 招募到basal junction处，从而增强了 MP 活性。此外，我们发现与各种人类疾病相关的单核苷酸多态性（SNP）在 pri-mir-146a 的apical junction处产生了意想不到的 mGHG 序列。该 mGHG与 DROSHA 的双链 RNA 结合域 (dsRBD) 相互作用。最后，我们证明了动物 MP 的保守单切割机制。我们的研究结果扩展了我们对人类基本 miRNA 生物合成过程的理解，并为在诊断和治疗中使用 miRNA 开展下游转化研究奠定了基础。