miRNA的成熟一般需要经历几个步骤：第一步，miRNA基因转录产生pri-miRNA；第二步，pri-miRNA经Drosha酶复合体剪切产生pre-miRNA；第三步，pre-miRNA从核内进入胞质，被Dicer酶复合体剪切产生成熟miRNA。一般认为，只有成熟miRNA才能产生调控作用，pri-miRNA及pre-miRNA直接发挥调控作用报道不多。但是，在4月2日出版的Nature里，来自法国图卢兹大学的研究者在其最新论文中报道了关于pri-miRNA的最新研究成果，他们发现pri-miRNA能够翻译产生一些寡肽，并促进miRNA基因转录增强。
由于pri-miRNA是由RNA pol II转录产生的，研究者假设它具有蛋白编码能力。为了验证这种假设，研究者选择模式植物蒺藜状苜蓿（Medicago truncatula），对其miR171家族进行了探索，之前已有研究发现在蒺藜状苜蓿中，miR171b会调控侧根发育。研究者首先通过RACE实验鉴定了284种pri-miR171b的全长，结果发现，pri-miRNA的启动子区域和3’区域有很多SNP，但是pri-miRNA中对应pre- miRNA、成熟miRNA和5’区域是非常保守的，研究者在5’端区域内鉴定出两个开放阅读框（open reading frame，ORF），分别对应一个20个氨基酸和一个5个氨基酸长度的短肽。
 

通过RACE确认的pri-miR171b的5’端序列其所包含的两个ORF，下划线表示GUS插入位点
为了验证两个ORF翻译起始位点的状态，研究者将β-葡萄糖醛酸酶报告基因GUS与pri-miR171b两个ORF所对应的翻译起始位点区域重组，证实只有对应20个氨基酸的ORF可以在植物中翻译产生多肽。针对这段预测的多肽，研究者设计了特异性的抗体，并通过免疫荧光实验检测确认了这个多肽的存在，研究者将该多肽命名为miPEP171b。
为了探索miPEP171b对miR171b及侧根发育的功能，研究者将野生的和突变型蒺藜状苜蓿pri-miR171b导入到烟草叶细胞中，结果表明野生型miPEP171b能够提高miR171b表达量，减少侧根形成速度，ORF及翻译起始位点突变的pri-miR171b所产生的miR171b较少，pri-miR171b在正常miPEP171b条件下表达量明显比突变miPEP171b 条件下更多，且即便ORF中存在多种突变，如果不改变氨基酸序列的话，依然会对miR171b产生调控作用，这表明pri-miR171b确实是通过 ORF产生蛋白而发挥作用，并非以RNA形式发挥功能。此后，研究者又在多种蒺藜状苜蓿及拟南芥中对数十种pri-miRNA进行了验证，这些pri- miRNA都至少包含一个ORF，可以翻译产生miPEP，并进一步促进成熟miRNA产生。研究者认为，这些证据足以说明在植物中，pri-miRNA 翻译产生短肽并进一步促进所对应的成熟miRNA表达是一种常见现象。
对于miPEP促进miRNA表达的机制，研究者用拟南芥 miPEP165a处理籽苗两个小时后，先检测了pri-miPEP165a表达变化，结果pri-miPEP165a出现了上调，当使用RNA合成抑制剂虫草素处理细胞或突变RNA pol II时，miPEP不再促进pri-miRNA表达，这表明miPEP会稳定pri-miRNA或促进pri-miRNA转录。

miPEP165a促进拟南芥根内皮细胞中miR165a上调
miPEP的这些功能，引发了几个问题，包括pri-miRNA在胞质内的翻译过程是如何与核内的pri-miRNA成熟过程相互协调，miPEP如何与转录系统互作以及它们发挥调控功能的分子机制究竟如何等等，研究者也将进一步围绕这些问题继续研究下去。
相关文献：Primary transcripts of microRNAs encode regulatory peptides.