中國科技大學Nature子刊聚焦環狀RNA
日期:2015-02-11 08:52:40
來自中國科技大學、華中師范大學等處的研究人員報告稱,他們鑒別出了一類與RNA聚合酶Ⅱ相關的環狀RNA(circRNAs),將之命名為外顯子-內含子circRNAs(EIciRNAs)。并證實這些EIciRNAs調控了細胞核中的轉錄。這些研究成果在線發表在2月9日的《自然結構與分子生物學》(Nature Structural & Molecular Biology)雜志上。
論文的通訊作者是來自中國科技大學生命科學學院的單革(Ge Shan)教授。其研究方向主要包括基因表達調控、非編碼RNA的功能及作用機理、模式動物中神經系統的發育與分化。
50年來,人們對于基因的概念僅僅局限于基因組的mRNA編碼區域。然而最新的基因組學研究改變了這種傳統的觀念,人們開始認識到人類基因組存在著廣泛轉錄的現象,能夠產生成千上萬種起調控作用的非編碼RNA(ncRNA,non-protein-coding RNA)。ncRNAs是一類不編碼蛋白質的功能性RNA分子,直接在RNA水平發揮作用,影響生物體的生命活動。
環狀RNA(circular RNAs ,circRNAs)是一類特殊的非編碼RNA分子,也是RNA領域最新的研究熱點。與傳統的線性RNA(linear RNA,含5’和3’末端)不同,circRNA分子呈封閉環狀結構,不受RNA外切酶影響,表達更穩定,不易降解。在功能上,近年的研究表明,circRNA分子富含microRNA(miRNA)結合位點,在細胞中起到miRNA海綿( miRNA sponge)的作用,進而解除miRNA對其靶基因的抑制作用,升高靶基因的表達水平;這一作用機制被稱為競爭性內源RNA(ceRNA)機制。通過與疾病關聯的miRNA相互作用, circRNA在疾病中發揮著重要的調控作用。
RNA聚合酶Ⅱ(RNA polymerase II)是一個存在于真核生物細胞中的酶。它催化脫氧核糖核酸轉錄,合成mRNA及大多數snRNA和微RNA的前體。RNA聚合酶Ⅱ是含12個亞基的550kDa大的復合物,也是RNA聚合酶中被研究得最多的一類。
在這篇新文章中,研究人員報告稱在人類細胞中發現了一類與RNA聚合酶Ⅱ相關的circRNAs。在這些circRNAs中,外顯子與保留在外顯子之間的內含子形成環形;研究人員將它們命名為外顯子-內含子circRNAs(EIciRNAs)。他們發現這些EIciRNAs主要定位在細胞核中,與U1 snRNP發生相互作用促進了它們親本基因(parental gene)的轉錄。
這些研究結果揭示出了circRNAs在細胞核中調控基因表達的一種新作用。在細胞核中這些EIciRNAs順式作用提高了親本基因的表達,由此指出了一種通過特異的RNA-RNA互作來控制轉錄的調控新策略。