miRNA靶向蛋白质编码区的规则 

微小核糖核酸（miRNAs）是一种小的非编码RNA，构成RNA诱导沉默复合物（RISC）的靶识别成分。在这一作用中，他们通过将RISC募集到靶mRNA转录物中来促进基因表达，导致靶mRNA的翻译抑制或不稳定。miRNAs发挥作用的典型机制已经很好地建立起来。这涉及到miRNA与Argonaute（AGO）蛋白的结合，从而使miRNA的一个区域（称为“种子”的核苷酸2–8）可用于与靶转录物的互补碱基配对。然后，与种子的初始相互作用会导致AGO蛋白的构象变化，暴露出miRNA内的额外位点（特别是核苷酸12-17），以进行相互作用，从而进一步稳定结合并促进更有效的靶向抑制。在罕见的情况下，miRNA与其靶标之间的序列互补性，或者在短干扰RNAs（siRNAs）的情况下，通过整个结合界面的相互作用激活AGO2的酶促功能，直接在与miRNA中心区域结合的碱基处切割转录物。 

了解miRNA介导转录的努力初步分析了miRNA干扰对转录组的影响。这些研究揭示了功能位点（也称为微小RNA反应元件，MRE）的“规则”。例如，较长且完全互补的种子相互作用（跨越8个连续核苷酸）最有效。此外，MRE位于3’UTRs比蛋白质编码序列（CDS）内的位点更有效，可能是因为避免了来自转运核糖体的竞争。这些观察结果已被广泛复制，并为miRNA靶点预测奠定了基础，以至于编码外显子内的潜在位点往往被完全忽略。 

尽管如此，在CDS区域内靶向的功能性miRNA个别例子已经被报道。AGO交联和免疫沉淀研究在编码区内延伸miRNA相互作用位点，与CDS结合的频率通常与3’UTR相似。特别令人感兴趣的是，miRNA可以通过一种独立于种子的机制靶向CDS，但这取决于在这里的扩展结合，特别是在交互位点的3端。据报道，这些CDS位点的基因抑制机制是通过终止翻译发生的，不会影响靶转录物的表达。在大多数研究中，这种相互作用可能被遗漏了，因为通常只检查对信使核糖核酸的影响。如果这种机制得到证实，miRNA靶向功能性CDS的广度可能比以前认识到的要大得多。 

在最近研究中，Sapkota等人[1]试图明确确定miRNA在蛋白质编码区内发挥其抑制作用的能力。使用多种基因构建体、miRNA和细胞系，作者们发现miRNA能够在蛋白质编码区内抑制其靶标（图1），这与Zhang等人[2]的观察结果形成了对比研究。Zhang等人阐述：靶基因的抑制模式是典型的（种子依赖性），不是特别依赖于miRNA的3端结合，并且在转录稳定性水平运行。然而，作者们发现，miRNA与其靶标之间的延伸结合界面对于CDS内的功能性是必需的，这涉及靶转录物的直接切割。对预测的和实验确定的结合位点的生物信息学评估表明，CDS靶向可能是内源性的，但对广泛碱基配对的要求将把这种机制限制在相对少量的基因上。 

图1 miRNA不仅通过3’UTR区域，而且还通过CDS区域行驶靶基因抑制功能 

详细实验结果参考文献[1]。 

参考文献

[1] Sapkota S, Pillman KA, Dredge BK, Liu D, Bracken JM, Kachooei SA, Chereda B, Gregory PA, Bracken CP, Goodall GJ. On the rules of engagement for microRNAs targeting protein coding regions. Nucleic Acids Res. 2023:gkad645. doi: 10.1093/nar/gkad645.

[2] Zhang K, Zhang X, Cai Z, Zhou J, Cao R, Zhao Y, Chen Z, Wang D, Ruan W, Zhao Q, Liu G, Xue Y, Qin Y, Zhou B, Wu L, Nilsen T, Zhou Y, Fu XD. A novel class of microRNA-recognition elements that function only within open reading frames. Nat Struct Mol Biol. 2018 Nov;25(11):1019-1027. doi: 10.1038/s41594-018-0136-3. 

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