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《Cell》:lncRNAs開辟增強子生物學新時代

來源:上海浩洋生物技術有限公司   2013年09月22日 15:55  

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  在9月12日的《細胞》(Cell)雜志上,Ulf Andersson Ørom和Ramin Shiekhattar以“Long Noncoding RNAs Usher In a New Era in the Biology of Enhancers”為題,綜述了在了解LncRNAs表達作用,以及這些RNAs通過結合蛋白質因子及調節染色質結構參與增強子功能等方面取得的一些的進展。

    長鏈非編碼RNAs(long noncoding RNAs ,LncRNAs)是在真核生物中發現的一類長度大于200個核苷酸、沒有長閱讀框架、但往往具有mRNA結構特征的RNA。LncRNAs在基因組中存在普遍的轉錄現象,但較之編碼蛋白質的基因,往往表達水平比較低。LncRNAs自身的表達水平也受到轉錄及轉錄后調控機制的嚴密調節。
      由于LncRNAs不編碼蛋白質,曾一度被認為是轉錄本的“噪音”,不具備生物學功能。然而,近幾年來科學家們的研究發現,LncRNAs參與調節了多種重要的細胞活動,如基因表達、招募染色質修飾物、調節X染色體失活(XIST)、基因組印記、蛋白質折疊和蛋白質活性等。并且一旦異常表達則可能導致體內生物學功能紊亂,進而引發包括癌癥在內的各種疾病。
       有新的研究報告稱發現一些LncRNAs與增強子區域相關,并且這樣的非編碼轉錄與鄰近基因活性增高有關聯。還有一些實驗表明,增強子的功能可以通過一種轉錄的LncRNAs介導,這有可能是LncRNAs的一種常見功能。增強子相關的LncRNAs可以遠距離及跨染色體發揮作用激活遠端啟動子轉錄。
      在9月12日的《細胞》(Cell)雜志上,來自馬克斯-普朗克分子遺傳學研究所的Ulf Andersson Ørom和Wistar研究所的Ramin Shiekhattar以“Long Noncoding RNAs Usher In a New Era in the Biology of Enhancers”為題,綜述了在了解LncRNAs表達作用,以及這些RNAs通過結合蛋白質因子及調節染色質結構參與增強子功能等方面取得的一些的進展。
      作者在文中寫到,發現具有激活功能的LncRNAs以及它們與遠端調控元件(增強子)之間的密切關聯,對于我們了解分化、發育和疾病進程中基因的調控具有深遠的意義。在過去的20年里,科學家們一直通過描述蛋白質編碼基因的表達改變來分析健康組織中及疾病狀態下的基因表達程序。認識到組織及時間特異性的基因表達調控受到增強子處表達的LncRNAs的控制,為我們提供了一個機會分析另外一些重要的調控分子,有可能讓我們更深入地了解疾病發生及發展過程中位點特異性的基因調控。
       盡管近期的一些實驗闡明了這類LncRNAs發揮功能的一些機制,人們對于激活功能所需LncRNA密碼的了解仍處于初期階段。了解支配增強子功能的LncRNA序列決定簇(sequence determinant)或是結構條件將為我們帶來豐富的信息。 此外,確定RNAs激活功能的等位基因特異性也極其的重要。盡管多個研究指出了一些激活RNAs的順式介導功能,然而這種激活是于單等位基因或是能夠擴展至雙等位基因該問題尚未得到解決,這一重要的問題或許能夠揭示激活LncRNAs在劑量補償中所起的廣泛及重要功能。
      zui后研究人員指出:“由于RNA是蛋白質的進化前體,LncRNA介導的轉錄調控也許是在蛋白質出現之前調控基因表達的一種古老機制。隨著我們繼續不斷地累積對于這些調控RNAs的認識,越來越明顯的是,一些新的及未曾預料到的組織和時間特異性表達調控層面有待被發現。”

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