近日,威尼斯人网址-澳门威尼斯人网站 张数鑫教授团队在《Journal of Integrative Plant Biology》在线发表题为“NSP2 phosphorylation modulates HYL1 nuclear import via KETCH1 to promote miRNA biogenesis in Arabidopsis”的研究论文。该研究鉴定出拟南芥miRNA生物合成通路的新组分NSP2,并揭示其作为磷酸化调控的支架蛋白,通过KETCH1促进HYL1核输入和dicing-body(D-body)组装,从而促进miRNA生成的新机制。
植物miRNA在生长发育、逆境响应和防御反应中发挥重要调控作用。HYL1是DCL1复合体的关键辅因子,其核质分布受到精细调控:核内HYL1促进pri-miRNA加工,细胞质HYL1参与翻译抑制。KETCH1作为importin-β家族蛋白,介导HYL1从细胞质进入细胞核,但KETCH1如何识别HYL1、是否还有其他辅因子参与,仍不清楚。该研究通过酵母双杂交筛选发现,NSP2是与HYL1互作的新蛋白,并利用双分子荧光互补、荧光素酶互补成像和免疫共沉淀等技术验证了二者的相互作用。
NSP2调控miRNA积累的工作模型
功能分析显示,NSP2过表达显著提高pri-miRNA和成熟miRNA的积累,并降低相应靶基因表达。NSP2突变导致根尖细胞D-body形成显著减少,而过表达NSP2可增加核内HYL1积累和D-body数量。NSP2与KETCH1直接互作,并形成NSP2–KETCH1–HYL1复合物,作为适配器桥接KETCH1与HYL1,促进HYL1核输入和功能性miRNA加工复合体组装;敲低KETCH1可消除NSP2过表达对HYL1核积累和miRNA生成的促进作用。研究进一步揭示,MPK3可磷酸化NSP2的保守位点T314。T314去磷酸化突变(NSP2^T314I)降低NSP2自身核定位及其与KETCH1、HYL1的结合,但增强KETCH1–HYL1互作,促进HYL1核积累和miRNA生成。该结果表明,NSP2 T314磷酸化状态可作为分子开关,精细调节KETCH1介导的HYL1核输入效率。该研究不仅拓展了NSP2在硫苷代谢和植物防御之外的新功能,将NSP2与small RNA代谢联系起来,也为理解植物miRNA通路的核质运输调控提供了新视角,并为作物miRNA通路和抗性、品质改良提供了候选基因资源。
威尼斯人网址-澳门威尼斯人网站 翟婷婷为论文第一作者,张数鑫教授为通讯作者,威尼斯人网址 杨巍副教授、机电威尼斯人网址 刘平教授参与了该研究。该研究得到国家自然科学基金(32670762、31970602)和中国博士后科学基金(2025M774029)资助。
论文链接://doi.org/10.1111/jipb.70435



