MicroRNAs điều khiển phản ứng cây cà chua thiếu sulfate và di truyền biểu sinh

 MicroRNAs điều khiển phản ứng cây cà chua thiếu sulfate trong khám phá mạng lưới điều tiết tích hợp theo chức năng và phát triển – di truyền biểu sinh

Nguồn: Diego Landaeta-Sepúlveda, Nathan R Johnson, Jonathan Morales-Espinoza, Mariola Tobar, Evelyn Sánchez, José D Fernández, Consuelo Olivares-Yáñez, Joaquín Medina, Javier Canales, Elena A Vidal. 2025. Sulfate Deficiency-Responsive MicroRNAs in Tomato Uncover an Expanded and Functionally Integrated Regulatory Network. Int J Mol Sci.; 2025 Aug 29; 26(17):8392. doi: 10.3390/ijms26178392.

Khả năng hữu dụng của sulfate ảnh hưởng cực trọng đến tăng trưởng cây cà chua, thế nhưng vai trò của phân tử RNAs nhỏ, đặc biệt là microRNAs (miRNAs), trong điều hòa phản ứng của cây đối với sự thiếu sulfate vẫn chưa được hiểu rõ. Ở đây, tác giả tiến hành  phân tích theo thời gian phân tử miRNAs phản ứng với sự thiếu sulfate như thế nào ở rễ và lá cây cà chua Solanum lycopersicum, sử dụng một phần mềm cập nhật giải thích chi tiết di truyền phân tử miRNA trong phần mềm SL4.0 genome. Người ta tìm ra 40 gen miRNAs có tính chất “differentially expressed” (biểu hiện đặc hiệu riêng), bao gồm 2 miRNAs mới đặc trưng của cà chua. Di truyền biểu sinh cà chua cho thấy, miRNAs biểu thị một sự điều tiết đặc thù theo cơ quan và đặc thù theo thời gian rất quan trọng, giống với phản ứng đã được mô tả của mRNA transcriptome. Tich hợp cá dữ liệu transcriptomic và kết quả phân tích Degradome-seq nhấn mạnh cả hai mục tiêu chính tắc cũng như không chính tắc (canonical and non-canonical) đối với miRNAs phản ứng với sulfate. Phân tử miR395, là phân tử miRNA được nghiên cứu nhiều nhất, có chức năng không những điều khiển trong vận chuyển sulfate và đồng hóa sulfate, mà còn có chức năng “redox homeostasis” (trạng thái bảo hòa redox), quang hợp và vận chuyển chloride. Đáng chú ý là,  hầu hết gen đích đều bị ức chế trên lá cà chua, cho thấy có hiện tượng downregulation của tiến trình sử dụng nhiều năng lượng, trong khi ở rễ cà chua, có hiện tượng upregulation chiếm ưu thế, bao gồm các gen liên quan đến tái lập trình protein và bảo vệ chống ô xi hóa. Kết quả phân tích so sánh cho thấy hệ gen Arabidopsis thaliana mang phạm vị rộng với hệ thống chức năng của cây cà chua, như vậy, có tính thích nghi chuyên biệt loài đối với sự thiếu sulfate được ghi nhận. Kết quả nhấn mạnh vai trò cực trọng của phân tử miRNAs trong “fine-tuning” (điều chỉnh tinh tế) sự tái lập trình biến dưỡng trong cơ quan đặc thù khi có hiện tượng khiếm dưỡng xảy ra, mở rộng sự hiểu biết hiện nay của sự kiện thiếu sulfate trong cây.

Xem https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40943314/