入侵和刪除
？MicroRNA是壹種普遍存在的多功能抑制劑，包括(1)microRNA(miRNA)，它由mRNA形成的莖環加工。(2)小幹擾RNA(siRNA)，通常來源於植物中依賴RNA的RNA聚合酶的過程。我們構建並分析了大豆小RNA的表達圖譜，鑒定了500多個階段性SiRNA(phasiRNA；來自PHAS位點)，其中483個與註釋的蛋白質編碼基因重疊。通過整合miRNA和RNA末端(PARE)數據，在127 PHAS位點檢測到20個miRNA靶標。PHAS位點的主要類別(208個，占41%)對應於NB-LRR基因。這些小RNA中的壹些優先積累在結節中。在PHAS站點，還觀察到TAS3的新表示和非經典相位模式。由miR4392觸發的非編碼PHAS位點優先積累在花藥中；據預測，phasiRNA靶向轉座因子，在大豆生殖發育中具有峰值豐度。因此，phasiRNA在雙子葉植物中表現出很大的多樣性。我們鑒定了新的miRNA並評估了記錄在miRBase中的大豆miRNA的準確性，顯著改進了大豆miRNA的註釋，促進了miRBase註釋的改進，並鑒定了高嚴謹性的新miRNA及其靶標。
文章做了什麽:
？小分子非編碼RNA在發育、細胞分化、適應生物和非生物脅迫以及基因組穩定中起著重要作用。小RNA的主要活性是通過靶向降解、翻譯抑制或通過指導染色質修飾來負向調節特定的mRNA或基因表達模式。到目前為止，已經鑒定了幾種不同類型的小RNA。微小RNA(miRNA)和小幹擾RNA(siRNA)是植物中研究最多的微小RNA。這些是由不同的前體和不同的途徑產生的。MIRNA的長度通常為21至22個核苷酸，來源於RNA聚合酶II從MiRNA基因轉錄的長非編碼RNA前體。MiRNA前體形成莖環，由DICER-LIKE1(DCL1)或其他DCL酶(非常少)加工，產生單個小RNA雙鏈體(miRNA/miRNA *)，在3’端有兩個突出的核苷酸。小RNA雙鏈體的壹條鏈是成熟的miRNA，它被稱為指導鏈。它將與Argonaute(AGO)蛋白結合，形成效應復合物(所謂的RNA誘導沈默復合物-RISC)，指導miRNA靶的降解或翻譯抑制。雙鏈體的另壹條鏈，miRNA *或過客鏈，降解迅速，通常不會積累。SiRNA通常來自完全互補的長雙鏈RNA(dsRNA)前體，後者通常由RNA依賴的RNA聚合酶(RDR)或退火的有義/反義轉錄物形成。在植物中已經確定了幾種類型的siRNA，主要的壹種是異染色質siRNA，它在胞嘧啶甲基化和抑制性組蛋白修飾的建立和維持中起關鍵作用。SiRNA還可以充當移動信號，沈默效應可以通過siRNA的移動從壹個細胞傳播到另壹個細胞或更遠的距離。
？科學家們已經確定了壹類有趣的siRNA，它們是長雙鏈RNA前體以21個核苷酸的增量逐漸裂解的產物，產生了分階段或完全間隔的小RNA。這些SiRNA，即所謂的相位對齊SiRNA(PHA SiRNA)，是由特異性引導的miRNA切割產生的，遵循單擊或雙擊模式，分別對應壹個22nt或兩個21nt miRNA的靶位點。切割的未加帽的mRNA產物用作RDR6的底物，產生dsRNA的前體，然後被DCL4切割，產生21-核苷酸的時相siRNA。壹些階段性siRNA已被證明在靶基因的反式調節中起作用；因此，這種siRNA最初被稱為tasiRNA，但更多的基因位點產生同相模式的未知反式作用的SiRNA(phas位點)，因此壹般被描述為“phasiRNA”。TasiRNA通過切割互補的靶位點來調節mRNA，就像許多植物mirna壹樣。最著名的tasiRNA是由反式作用SIRNA GENE3(TAS3)產生的反式小幹擾RNA-生長素反應因子(tasiARF)的集合。TasiARF在抑制生長素反應因子基因(ARF2、ARF3/ETTIN和ARF4)中起作用。許多phasiRNA已在許多植物物種中鑒定，包括擬南芥、水稻和葡萄。已知PHAS基因座的數量在不同物種間差異很大，從普通野生稻的800多個到擬南芥的不到30個。在豆科植物中，在蒺藜苜蓿和大豆中分別檢測到114和41 PHAS位點。
？大豆是世界上最重要的經濟作物，也是蛋白質和食用油的主要來源之壹。大豆的基因組序列現已公開。基因組序列，加上下壹代測序技術產生的數據，使得在整個基因組中識別和定量小RNA成為可能。迄今為止，已在大豆中鑒定出數百種miRNA。然而，許多新註釋的mirna及其靶並沒有得到很好的驗證，甚至註釋的mirna也經常在更強的實驗數據後被糾正。PHAS位點比小核糖核酸位點差。與蒺藜苜蓿相比，大豆中鑒定的PHAS位點要少得多。隨著廣泛的小RNA數據和更高的測序深度，可以發現更多的PHAS。本研究分析了大量不同組織的小RNA文庫，構建了小RNA的表達圖譜，全面鑒定了大豆中的PHAS位點。我們證明了大豆中許多蛋白質編碼基因都是PHAS位點。除了之前在豆科植物中被鑒定為PHAS基因座的NB-LRR，我們還發現了數百種產生phasiRNA的其他蛋白質編碼基因。我們整合了RNA末端(PARE)數據的平行分析來確定這些PHAS基因座的miRNA觸發。從這些數據中，我們驗證了miRBase (version 20)中記錄的大豆miRNA，並鑒定了新的miRNA，這證明了許多以前報道的miRNA具有siRNA的特征。基於表達分析，我們證明了phasiRNA和已知及新發現的miRNA在不同組織和不同處理下的特異性表達。
摘要
重點是流程圖和過濾條件。
探索不同組織(或組織組合)中miRNA富集的差異。
圖1。新的和組織第壹miRNA的表達譜。
(a)本研究中鑒定的新mirnas包括許多在特定組織或器官中差異富集的mirnas。
(b)對先前描述的大豆miRNA的分析也揭示了花、葉和根瘤中的壹系列組織偏向。
圖二。PHAS基因編碼蛋白質。
與其他已研究的植物基因組相比，大豆基因組包含更多編碼phasiRNA產生蛋白的基因座。
(a)編碼PHAS的基因座的類型和數量。
(b)n B- LRR家族中PHAS基因的表達譜和系統聚類。
(c)大豆基因組中phasi-NB-LRR基因的分布和聚類。
圖3。大豆TAS3 TasiRNA的觸發和加工機制。
(a)大豆基因組中6個TAS3基因座的tasiRNA總和在花、葉、根瘤和種子組織中的富集模式。TAS3a和TAS3b是壹樣的，不能分開測量。
(b)來自tas3a/b/c/d/e/f的TasiARF。所有TAS3 598D(+)和tas 3 597d(+)SiRNA都屬於生長素反應因子(ARF)家族，這與其相對保守的序列壹致(數據未顯示)。
(c)大豆TAS3位點有兩個或三個miR390靶位點，相對於這些靶位點的相位方向指示TA3E和TA3F上21核苷酸miRNA觸發的siRNA的非典型加工方向。
圖4。由TasiARF觸發的ARF3 PHAS位點。
(a)來自大豆TAS3的tasiARF在兩個相同的位點靶向ARF3，並且第59個切割位點(下面)和沒有觀察到切割的第39個位點通過PARE證實。這個雙擊tasiARF活動產生壹個相位siRNA(中間的圖片)。y軸是相位“得分”，它是相位顯著性的估計p值(見方法)。下面兩個圖像是我們的網絡瀏覽器，顯示小RNA(中間)或PARE數據(下面)，橙色虛線表示tasiARF切割位點。彩色斑點是在y軸上顯示豐度的小RNA淺藍色斑點代表21核苷酸sRNA，綠色代表22核苷酸sRNA，橙色代表24核苷酸sRNA，其他顏色對應其他sRNA大小。紅框是帶註釋的外顯子(粉紅色的非翻譯區)。紫色線表示重復區域的k-mer頻率。
(b)圖A的數據顯示了兩次擊中的phasiRNA生物發生的級聯反應，其中21核苷酸(nt)miR390觸發21核苷酸的Taxiarf生物發生，並且通過兩次擊中機制，Taxiarf觸發從ARF3和ARF4產生額外的二級siRNA(參見在線補充圖7)。siRNA東盟區域論壇可以順式或反式運作。
圖5。來源於突變體脫氫酶基因座的花藥中高度富集的PhasiRNA。
(a)涉及雄激素脫氫酶的生化途徑。
(b)從雄激素脫氫酶相關基因座產生phasiRNA的圖解過程。在左邊，形成發夾的基因片段被加工成phasiRNA。
(c)讀取來自兩種不同組織的miRNA觸發器和phasiRNA的豐度水平(紅色柱)和基因表達水平(綠色柱),標準化為RP5M和RP25M。
如何確定與tRNA、rRNA、snRNA、snoRNA是否匹配？
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