2021年3月25日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所何玉科研究组在国际著名期刊The Plant Cell发表题为“Cytoplasmic HYL1 modulates miRNA-mediated translational repression”的研究论文。该研究组发现，HYL1蛋白除了介导microRNA (miRNA)的转录后调控，还调控miRNA靶基因的翻译抑制。这一发现丰富了miRNA生物合成和翻译调控的理论，将推动miRNA在植物遗传改良上的应用。

　　miRNA是一类广泛存在于真核生物中长约21 nt的小分子非编码RNA。植物中miRNA主要在细胞核中被DCL1、HYL1和SE组成的切割小体（Dicing body）加工而成，随后成熟的miRNA进入细胞质中，再以AGO1为中心的RNA沉默复合体（RISC）对靶基因进行剪切或翻译抑制。在细胞核中，HYL1是DCL1重要的互作蛋白，其参与的miRNA加工过程一直被认为是HYL1的主要生物学功能。何玉科研究组长期从事拟南芥HYL1和同源的白菜BcpLH介导miRNA生物合成的研究。在该论文中，他们证实HYL1蛋白也存在于细胞质中。为了区分细胞质HYL1和细胞核HYL1的功能，研究组将HYL1分别与强入核信号SV NLS40和强出核信号NES融合，分别构建了仅定位于细胞核和仅定位于细胞质的HYL1转基因植株。仅细胞核定位的HYL1能部分回复hyl1-2突变体的表型缺陷，而完全细胞质定位的HYL1也能部分回复hyl1-2的表型缺陷，表明细胞质中的HYL1具有一定的生物学功能。另一方面，完全细胞质定位的HYL1并不影响miRNA对靶基因的剪切，却改变了miRNA靶基因的蛋白水平。仅细胞核定位的HYL1只能部分回复hyl1-2突变体中靶基因蛋白水平。多项实验证明，细胞质HYL1确实能够促进翻译抑制过程,且依赖于miRNA。 AGO1和AMP1是miRNA介导翻译抑制过程中的重要蛋白，细胞质HYL1能够与AGO1和AMP1互作，影响AGO1在多聚核糖体上的积累。

　　综上所述，HYL1具有细胞核和细胞质双重定位，细胞质HYL1能够与AGO1和AMP1互作，通过调控AGO1在多聚核糖体上的累积，进而调控miRNA介导的翻译抑制过程（图1）。

　　中科院分子植物科学卓越创新中心已毕业博士生杨曦，在读博士生董伟国和已毕业博士生任文青为论文共同第一作者，赵秋霞博士和吴斐婕博士参与了该工作，何玉科研究员为论文通讯作者。该研究获得了国家重点研发项目和国家自然科学基金的支持。

　　论文链接：https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koab090/6187949

图1 细胞质HYL1调控miRNA介导的基因沉默机制的模式图