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Nature子刊:長(zhǎng)非編碼RNA可模擬DNA起作用

日期:2014-11-11 08:50:08

 

長(zhǎng)期以來(lái),人們一直認(rèn)為基因組的大部分區(qū)域?qū)儆?ldquo;禁飛區(qū)”。這些區(qū)域不編碼任何蛋白,因此細(xì)胞的基因讀取機(jī)器很少接近。然而近年來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),許多非編碼序列其實(shí)能夠轉(zhuǎn)錄成RNAGas5就是其中之一。

 

GAS5是一段基因間的長(zhǎng)非編碼RNAlincRNA),它來(lái)自于非編碼的“垃圾DNA”或“基因組的暗物質(zhì)”,但它絕不是可有可無(wú)的東西。GAS5可以作為類固醇激素受體上的剎車,在許多疾病中起到關(guān)鍵性的作用,比如激素敏感性的前列腺癌和乳腺癌。

 

與人們熟悉的大多數(shù)基因不同,GAS5并沒(méi)有編碼蛋白,只是轉(zhuǎn)錄成為RNA。當(dāng)細(xì)胞遭受壓力時(shí),這種RNA會(huì)累積起來(lái)占領(lǐng)類固醇激素受體,阻止它們與DNA結(jié)合并開(kāi)關(guān)基因。

 

Emory大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員對(duì)Gas5 RNA進(jìn)行了深入研究,獲得了Gas5 RNA與類固醇激素受體相互作用的詳細(xì)圖像,揭示了Gas5 RNA占據(jù)DNA結(jié)合位點(diǎn)的具體機(jī)制。這項(xiàng)研究發(fā)表在十一月七日的Nature Communications雜志上。

 

類固醇激素(比如:皮質(zhì)醇、孕酮和睪酮)與相應(yīng)的蛋白受體結(jié)合之后,會(huì)進(jìn)一步結(jié)合特定的DNA序列,由此控制基因的活性。皮質(zhì)醇是一種重要的壓力激素,主要與糖皮質(zhì)激素受體結(jié)合。

 

Emory大學(xué)的助理教授Eric Ortlund領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì),研究了Gas5 RNA與糖皮質(zhì)激素受體的相互作用。他們發(fā)現(xiàn),Gas5 RNA能模擬DNA,在細(xì)胞內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)類固醇激素受體。

 

“細(xì)胞中有數(shù)以千計(jì)的長(zhǎng)非編碼RNA在基因調(diào)控中起著關(guān)鍵性的作用,但人們并不了解它們的起源和作用機(jī)制,”文章的第一作者Will Hudson說(shuō)。“我們深入分析了Gas5 RNA與類固醇激素受體的互作,這項(xiàng)工作是解析lincRNA與蛋白互作的范例。”

 

“我們發(fā)現(xiàn),Gas5序列發(fā)生一點(diǎn)小變動(dòng)就會(huì)破壞它控制前列腺癌生長(zhǎng)的能力,”Ortlund說(shuō)。“這一點(diǎn)是很重要的,因?yàn)?/span>lincRNA序列對(duì)其功能是否有關(guān)鍵性影響,一直是個(gè)懸而未決的問(wèn)題。”

 

研究結(jié)果表明,Gas5的遺傳變異可能與某些癌癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。研究人員還研究了多個(gè)物種的Gas5序列,找到了這種重要序列的起源。

 


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