7月31日，国际著名期刊Cell发表了题为“MicroRNA Directly Enhances Mitochondrial Translation during MuscleDifferentiation”的研究论文，报道了武汉大学研究者关于肌肉细胞分化过程中miRNA对线粒体中蛋白翻译系统调控的最新研究成果。
线粒体作为能量工厂，是细胞中最重要的细胞器之一。线粒体DNA（Mitochondrial DNA， mtDNA）编码多个与氧化磷酸化有关的多肽，但关于mtDNA转录调控机制还很模糊。研究者在之前已经发现，在肌肉和分化的小鼠C2C12细胞中mtDNA所编码的蛋白会单独上升，但mtDNA的转录本却没有上升。以此为切入口，研究者开始考虑miRNA同mtDNA转录的关系并最终发现，在胞质和线粒体基质中同时存在miR-1，它会结合到不同的靶基因上，参与到不同调控机制中。
在胞质中，miR-1与Ago2和GW182家族蛋白组成的RNA沉默复合体（RNA-induced silencingcomplex , RISC），抑制靶基因转录。但是，当肌细胞处于生长或分化等特殊时期，需要额外的能量供给，miR-1就会同Ago2蛋白一起，进入到线粒体基质中，但GW182家族蛋白则无法一同进入，且由于mtDNA所转录的mRNA没有5’帽子结构，在线粒体内miR-1-Ago2复合体不再是抑制基因转录，它会结合到ND1、COX1等基因的mRNA上，增强它们的翻译能力，提高ND1、COX1蛋白表达量，进一步促进氧化磷酸化系统募集，提供更多能量。
这篇论文并不是关于miRNA对mtDNA调控的首次报道，但是本文研究者使用一系列结构严谨的研究策略和设计巧妙的实验方案，非常清晰而有力地证实了miR-1和Ago2在线粒体中的分布及功能。其中，由锐博生物提供的多种miRNA类产品，帮助研究者顺利开展了多个miRNA相关实验，体现了非常优秀稳定的效果。接下来，研究者将进一步对miR-1-Ago2从胞质向线粒体中的运输机制及后续的信号通路进行更深入的研究。
由于很多疾病都与线粒体翻译系统损伤有关，本文所报道这一系列发现，未来或许可以为某些疾病提出新的基于miRNA的治疗策略，通过直接靶向作用于miR-1等特定miRNA，影响线粒体翻译效率，达到更好的治疗效果。
在即将于8月30日在广州举行的“2014非编码RNA和表观遗传学研究经验交流会”上，本文第一作者张晓荣博士将进行《小RNA在线粒体中的功能研究》的主题演讲。想了解更多与小RNA对线粒体功能的调控作用研究进展，请访问会议官网，即刻注册参会！
相关论文：Xiao R Z., X X Z., Yang B., etal. MicroRNADirectly Enhances Mitochondrial Translation during Muscle Differentiation.[J] Cell 2014 158(3): 607-619.
