HYL1是一个双链RNA结合蛋白,能够与DCL1,SE等蛋白形成复合体,负责miRNA前体的加工。亚细胞定位的实验表明,植物miRNA前体的加工是在细胞核内进行的。但是,这种认识还缺乏足够的生物化学证据。申请者在拟南芥核糖体中意外地发现HYL1一个短的N-端蛋白变异体。这个缺少核定位信号的N端蛋白定位在细胞质中,可能在细胞质中也参与miRNA的生物合成。为了澄清 N端蛋白的这一功能,本项研究将构建HYL1基因及其N端的基因表达载体,转入HYL1缺失突变体中;分离细胞质的不同组份,了解N端转录本和N端蛋白在核糖体中的分布;从核糖体中分离与HYL1结合的RNA,检测其中是否含有pri-miRNA、pre-miRNA和miRNA;进行核糖体体外miRNA加工,发现N端蛋白在核糖体内的功能;提出HYL1在细胞质中参与miRNA前体加工的新路径,为全面掌握miRNA生物合成的分子机制提供科学依据。
我们发现HYL1蛋白具有一个截断的N端转录本(nHYL1),该转录本含有前2个dsRBD结构域,但没有核定位信号和PPI结构域。nHYL1蛋白在细胞质和细胞核中均有分布,在细胞质中,nHYL1定位与AGO1重合,核糖体密度梯度离心发现其位于多聚核糖体中。在多聚核糖体组分中同时还检测到参与植物翻译抑制的miR168分布,但没有检测到其它不参与翻译抑制作用的miRNA的分布。nHYL1具有自身二聚化现象,同时和DCL1,SE具有相互作用,但和AGO1没有相互作用。CoIP实验和体外剪切实验证明在细胞内和体外重建系统中,nHYL1都能够参与miRNA前体的加工,说明其具有全长蛋白的活性。综上的结果显示,HYL1在核糖体中参与miRNA的前体加工,而这种前体加工产生的miRNA可能是与植物的翻译抑制现象相关。