MicroRNA directly enhances mitochondrial translation during muscle differentiation.

1.文章简介

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。

MicroRNA(miRNA)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，它能与胞质中的mRNA的特定位点结合，导致mRNA的降解或抑制蛋白质的合成，但在特定细胞环境中，如血浆饥饿细胞，miRNA也能促进基因转录与表达。

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。

近年研究发现，miRNA也对线粒体mRNA也起调控作用，例如，心脏细胞中，miR-181c能进入线粒体，并抑制COX1基因的表达，但机制还不清楚。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，它也能有效地进入到线粒体中，并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-1:mRNA碱基配对和Ago2，并通过CLIP-seq (crosslinking-immunprecipitation and high-throughput sequencing，紫外交联免疫沉淀结合高通量测序)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，胞质中的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，且由于线粒体DNA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，进一步促进氧化磷酸化，从而提供更多的能量。

原文出处：

Zhang X, Zuo X, Yang B, Li Z, Xue Y, Zhou Y, Huang J, Zhao X, Zhou J, Yan Y et al (2014) MicroRNA directly enhances mitochondrial translation during muscle differentiation. Cell 158: 607–619.