7月31日，国际著名期刊Cell报道了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，我公司首席科学家张翼博士参与了该项目的关键指导。
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转录调控机制还不清楚。
MicroRNAs (miRNAs)是一类长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子，通常情况下，它能与mRNA的特定位点结合，在胞浆中导致mRNA的降解或抑制蛋白质的合成。近年也有研究表明, miRNAs在特定细胞环境中也能促进基因转录与表达，如血浆饥饿细胞。
线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的半自主细胞器，它通过氧化磷酸化合成ATP，为细胞的活动提供了能量。除了为细胞供能外，线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。
miRNAs的表达具有明显的组织特异性和发育阶段特异性。在这篇文章中，研究人员发现了一种在肌生长过程中特异性诱导表达的miRNA——miR-1，它能有效地进入到线粒体中，并出乎意料地刺激了线粒体基因组编码的特异性转录物翻译。
他们发现这种正效应需要特异性的miR:mRNA碱基配对和Ago2，并通过CLIP-seq技术证实了Ago2对线粒体基因表达发挥直接作用。在胞质中，miR-1与Ago2和GW182家族蛋白组成的RNA沉默复合体，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。