生物通報道 來自武漢大學、加州大學圣地亞哥分校的研究人員證實，在肌肉分化過程中一種叫做miR-1的小RNA分子直接增強了線粒體基因的表達。這一重要的研究發現發表在7月31日的《細胞》（Cell）雜志上。

領導這一研究的是現任職于武漢大學及加州大學圣地亞哥分校的付向東（Xiang-Dong Fu）教授，其早年畢業于武漢大學病毒學系，是著名的美籍華人科學家，在分子生物學、生物化學等領域有較深造詣，在生命科學界付向東因發現SR家族的剪接因子和一個新的激酶家族而為眾人矚目。已在美國獲得專利兩項，在國際學術期刊發表論文100多篇，其中Nature 、Science、Cell論文十余篇（延伸閱讀：付向東教授Cell子刊：癌癥中的過猶不及）。

MicroRNAs(miRNAs)是一類長度約為22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子,它能與mRNA的特定位點結合,參與轉錄后基因表達調控,從而抑制蛋白質的合成。近年來大量的研究證實, miRNAs在調節基因轉錄與表達,調控生物體正常發育等各個生理過程中扮演重要角色,同時也對人類疾病的防治以及生物進化探索有著重要意義。

miRNAs的表達具有明顯的組織特異性和發育階段特異性。以往的研究已發現了一些在骨骼肌和心肌中特異表達的miRNAs。并證實miRNAs在肌肉的增殖、分化等發育過程中發揮重要的調節作用, miRNAs的表達異常與某些肌肉疾病的病理過程有關。

線粒體是一種存在于大多數真核細胞中的半自主細胞器。它是細胞內氧化磷酸化和合成三磷酸腺苷（ATP）的主要場所，為細胞的活動提供了能量，有“細胞動力工廠”之稱。除了為細胞功能外，線粒體還參與諸如細胞分化、細胞信息傳遞和細胞凋亡等過程，并擁有調控細胞生長和細胞周期的能力。

在這篇文章中研究人員報告稱，發現了一種在肌生長過程中特異性誘導表達的miRNA——miR-1。他們證實miR-1有效地進入到線粒體中，在那里它出乎意料地刺激了線粒體基因組編碼的特異性轉錄物翻譯。

研究人員證實，特異性的miR：mRNA堿基配對和Ago2是產生這一正效應的必要條件。他們通過交聯免疫沉淀結合深度測序（crosslinking immunoprecipitation coupled with deep sequencing，CLIP-seq），利用線粒體靶向Ago2挽救功能，以及在細胞質中選擇性抑制這一miRNA機器等方法，證實了Ago2對線粒體基因表達發揮直接作用。

這些研究結果證實了miR-1在線粒體基因表達中發揮正向功能，通過在線粒體中增強基因表達以及在細胞質中抑制基因表達，miR-1介導了一個高度協調的肌肉生成程序。由此本研究揭示了線粒體基因表達一種新調控方式，對肌肉細胞發育程序提供了新的闡釋。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

MicroRNA Directly Enhances Mitochondrial Translation during Muscle Differentiation

MicroRNAs are well known to mediate translational repression and mRNA degradation in the cytoplasm. Various microRNAs have also been detected in membrane-compartmentalized organelles, but the functional significance has remained elusive. Here, we report that miR-1, a microRNA specifically induced during myogenesis, efficiently enters the mitochondria where it unexpectedly stimulates, rather than represses, the translation of specific mitochondrial genome-encoded transcripts……