短串联靶标模拟技术及其在植物miRNA功能研究中的应用

郑文清 张倩 杜亮

（北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083）

Small RNA包括微小RNA（miRNA）和小干扰RNA（siRNA），它们在植物的生长、发育、表观遗传、染色体完整、抵御病毒感染，以及对环境的改变作出响应中扮演着重要的角色［1-4］。其中，miRNA主要通过转录后水平发挥负调控功能［5］，而siRNA在RNA干扰和转录基因的沉默中都发挥着重要的作用［3］。目前为止，随着许多物种的高通量测序的完成，很多物种的miRNA被鉴定出来［6］。尽管如此，研究miRNA的技术仍然相对匮乏［7］。传统的研究基因功能方法最典型的特点是依赖于突变体［8］，但是这种方法不适用于miRNA的研究。其原因主要包括：miRNA基因较小、家族成员多、每个miRNA可能靶向调控多个下游基因等。在人们早期对miRNA功能的研究工作中，主要是通过过表达miRNA或者表达miRNA-resistant的靶标基因［9］，达到调控miRNA功能的目的。但是，这两种方式都有缺陷：其中，由于每个miRNA都有多个靶标基因，过表达miRNA基因会导致其所有靶标基因表达水平的下降，因此这些方法不能很好地反映某个特定的miRNA的功能；而对于传统miRNA-resistant技术，同样存在靶向性不强的问题。

近年来随着分子生物学、遗传学、细胞生物学等学科的发展，开发了一种对miRNA功能研究比较有效的技术，即“短串联靶标模拟”（Short tandem target mimic，STTM）技术。STTM是一个人工构建的非编码RNA（100 nt左右大小），由两个miRNA互补序列和一段中间序列组成，它可以通过稳定的遗传转化或者病毒介导的瞬时表达系统在植物中表达［10］。通过检测一些影响STTM表达效率的参数，可以推导出设计最好的STTM的一般规则。……