研究背景

tRNA携带氨基酸进入核糖体，在mRNA的指导下合成蛋白质。近十余年来，高通量测序技术揭示出细胞内存在大量的tRNA衍生片段 (tRFs) 或tRNA衍生的小 RNA (tsRNAs)。越来越多的证据表明，tRFs具有多种重要的生物学功能。有关tRFs的研究是tRNA领域一个崭新的研究方向。目前，有关tRFs的功能研究集中于动物和酵母中，植物tRFs的功能研究有待于深入。

植物tRFs具有多种生物学功能

(A) tRFs响应环境胁迫，Pi饥饿会诱导RNase T2活性增强，导致tRFs增加。(B) 细菌将tRFs传递到植物根细胞并利用宿主的RNAi机制沉默根发育基因，最终导致根瘤发生。(C) 花粉19-nt tRF-5与AGO1结合介导转座子沉默。(D) tRFs可与多聚核糖体结合以调节翻译。

近日，中国植物学会常务理事、中科院遗传发育所曹晓风课题组和天津师范大学马轩博士在Journal of Integrative Plant Biology 上在线发表了题为“Plant tRNA-derived fragments: biogenesis and functions”的综述论文。该论文综述了植物 tRFs的最新研究进展，重点关注tRFs的生物学功能，例如植物tRFs能够响应环境胁迫、参与植物和病原体互作、调节转录后基因沉默，以及调控翻译等。该论文讨论了植物 tRFs的未来研究方向，有助于深入认识植物非编码RNA的作用。

该论文首先介绍了tRFs的类型和生物学合成途径。tRFs主要分为两大类：(1) 短tRF-5和tRF-3；(2) tRNA半分子。目前，关于Dicer蛋白在tRFs合成途径中的作用需要进一步研究。最新的研究表明，在植物、动物和酵母中，RNase T2负责tRFs的生成。其次，该论文简要综述了动物和酵母中tRFs的功能研究，很多前沿工作为植物tRFs的功能研究提供了线索，例如，哺乳动物中的精子tRFs介导了跨代表观遗传。

接下来，该论文重点综述了植物tRFs的功能研究，主要包括以下5方面：(1) tRFs响应胁迫；(2) tRFs参与植物和病原菌互作；(3) tRFs参与依赖于AGO的基因沉默；(4) tRFs调控转座子；(5) tRFs调控翻译。随后，该论文介绍了tRNA和tRFs定量测序方法，以及相关的生物信息学数据库资源。最后，该论文对植物tRFs的未来研究方向进行了展望。

中科院遗传发育所曹晓风院士和天津师范大学马轩博士为该论文的共同通讯作者，中科院遗传发育所刘春艳副研究员参与了该论文的撰写。该工作得到了国家自然科学基金的资助。

个人简介

曹晓风院士

曹晓风院士长期从事植物表观遗传学、植物基因组学相关研究，在植物DNA甲基化、组蛋白共价修饰和小分子RNA等领域取得了很多重要成果，相关研究成果发表在Nature Communications, Nature Plants, Cell Research, Genome Biology等国际权威杂志上。

（文章来源：JIPB期刊）