近日，课题组在Cell Reports发表了题为“Phosphorylation-dependent suppression of SERRATE balances miRNA metabolism in planta”的研究论文，发现植物特有的I型酪蛋白激酶Arabidopsis EL1-like（AELs）通过磷酸化调控Serrate（SE）蛋白的稳定性及分子互作，从而精细调控miRNA的代谢平衡，为深入理解 miRNA稳态调控的分子机制提供了新视角。
高通量小RNA测序结果显示AELs过表达材料中miRNA的表达水平下降，然而ael124突变体中miRNA表达水平上升，表明AELs参与调控miRNA的代谢过程。磷酸化蛋白质组学分析显示，AELs可能参与RNA代谢、剪接和运输等过程，SE是AELs的潜在磷酸化底物。
通过酵母双杂交、双分子荧光互补和免疫共沉淀（CoIP）实验证明AELs与SE有互作关系。磷酸化实验与质谱分析表明AELs在SE的Thr21和Ser355位点进行磷酸化修饰。遗传观察发现，mCherry-SE和mCherry-SE2A（Thr21与Ser355被突变为丙氨酸，模拟非磷酸化）可以完全恢复se-1的各种发育缺陷，但mCherry-SE2D（Thr21与Ser355被突变为天冬氨酸，模拟磷酸化）不能完全恢复se-1的发育缺陷，植株发育异常，相较于野生型植株较小且叶片形态异常，miRNA表达水平也明显低于野生型，表明SE2D在拟南芥中不能发挥正常功能。证实了AELs通过磷酸化修饰调控SE功能，进而影响miRNA的生物发生及相关靶基因表达。
AELs介导的磷酸化多方面调控SE的功能与稳定性：一方面，磷酸化修饰增强SE与PAG1的结合能力，促进其经由20S蛋白酶体途径的降解，降低细胞内的SE蛋白水平；另一方面，抑制SE与HYL1的相互作用，降低SE招募HYL1的能力进而影响miRNA切割小体的组装与功能。蛋白结构预测的分析表明，磷酸化修饰引起的分子构象改变降低了SE与HYL1的相互作用。
综上，该研究证明AELs通过磷酸化调控SE的稳定性与分子互作，进而影响miRNA加工复合体的组装与活性，在miRNA剪切加工及代谢平衡中发挥关键作用。AELs–SE–miRNA调控模块的阐明不仅加深了对miRNA精准加工及稳态调控机制的认识，也为真核生物miRNA的代谢调控研究及作物育种提供了新思路。
上海交通大学农业与生物学院博士生郑玲丽为论文第一作者，薛红卫教授为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金的资助。
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