人类miR-941调控细胞骨架重塑和p53介导的细胞死亡分子机制研究

miR-941 is the only human-specific microRNA identified so far. Its emergence in the human lineage may contribute to human brain evolution, but the cellular function of miR-941 remains unknown. Our previous work indicated that miR-941 overexpression weakened microtubule stability and increased the p53 mRNA level, while miR-941 deficiency causes cell death with changes in both p53 mRNA levels and protein distribution. In this project, we will study (1) the regulatory effects of miR-941 on genes that are important for cytoskeleton remodeling, and (2) the effects of miR-941-triggered cytoskeleton remodeling on p53 activation. We believe that this research will uncover the molecular and cellular functions of miR-941 and expand our understanding of the unique function of new genes acquired during human evolution.

miR-941是迄今唯一报道的人类特有小RNA，它在人类进化枝的出现可能与大脑进化相关，但其在人类细胞结构和功能的正常维持与执行中的作用尚不得而知。我们在前期工作中发现miR-941的缺失诱发伴随p53基因mRNA水平和蛋白分布改变的细胞死亡，而miR-941过表达同样影响p53的表达水平，且引发微管的不稳定性。本项目拟进一步研究(1)miR-941对细胞骨架重要相关基因的表达、微丝微管的结构和分布及动态性的调控作用；(2)miR-941诱导的细胞骨架重塑对p53功能的影响，进而解析miR-941的功能和作用机制。本研究将有助于miR-941功能的全面揭示以及深入理解人类进化中获得的新基因的独特功能。

人类进化发生在过去的几百万年中，人类特有基因的功能解析为人类进化提供生物学基础上的理解。本项目对人类特有小RNA基因 miR-941在人类细胞结构和功能的正常维持与执行中的作用进行了研究。我们发现miR-941影响细胞死亡趋势，但细胞死亡不与细胞周期特定阶段相关、与p53机制没有明显的相关性。然而，miR-941显著影响细胞周期进程，其表达促进S期进程而沉默延迟S期的进入和退出；miR-941加速HeLa细胞有丝分裂进程，而缺失致使纺锤体异常的比例增高。这些发现揭示miR-941在人类进化枝的独立起源增强细胞功能的稳健性，并促进有丝分裂稳定性。遗传物质传递的稳定和保真性是生物向复杂方向进化的基础，miR-941的出现可能提升人类细胞的分裂机能从而增强进化能力。此外，miR-941的重要靶基因IQCG在灵长类和人类中快速进化，并参与中心体功能。因为中心体功能异常是人类遗传性小头症的关键原因，miR-941和IQCG这对基因的功能潜在地与人类大脑增积相关。本项目的研究结果显示miR-941基因在细胞水平具有重要功能，可能是一个通过指挥靶基因协调功能网络的人类进化的总控基因。