長非編碼RNA（lncRNA）是一些長度超過三百個(gè)核苷酸的RNA分子，在細(xì)胞內(nèi)的豐度約占到70%至98%。lncRNA來自于基因組中的非編碼DNA，不含任何蛋白的閱讀框。人們普遍認(rèn)為lncRNA具有重要的生物學(xué)意義，但對(duì)它們的具體功能還知之甚少。

賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們對(duì)一種備受關(guān)注的lncRNA進(jìn)行了研究。他們最近在Molecular Cell雜志上發(fā)表文章指出，這種lncRNA很可能并沒有什么功能，真正起作用的是其編碼DNA。這個(gè)DNA片段能像增強(qiáng)子那樣激活附近的蛋白質(zhì)編碼基因。

“這一發(fā)現(xiàn)告訴我們，生產(chǎn)lncRNA的DNA區(qū)域其實(shí)并不一定通過lncRNA發(fā)揮作用，”文章第一作者Vikram R. Paralkar博士說。

小鼠的紅細(xì)胞和一些其他細(xì)胞富含基因Lockd的lncRNA產(chǎn)物，人們推測這種lncRNA可能具有某種未知的功能。Lockd的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域包含多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，而且它就處在Cdkn1b基因的下游。已知Cdkn1b基因的蛋白質(zhì)產(chǎn)物參與了細(xì)胞分裂的調(diào)控。

為了探索Lockd的具體功能，研究人員用基因編輯技術(shù)刪除了小鼠血細(xì)胞的Lockd DNA。在這種情況下，Cdkn1b的表達(dá)水平降低了70%。研究人員還在不影響Lockd DNA的情況下阻斷其RNA的轉(zhuǎn)錄，結(jié)果Cdkn1b的表達(dá)水平?jīng)]有受到影響。換句話說，去掉RNA轉(zhuǎn)錄本沒關(guān)系，但去掉DNA問題就大了。進(jìn)一步研究表明，在扭曲成環(huán)的雙螺旋基因組結(jié)構(gòu)中，Lockd DNA的啟動(dòng)端直接接觸相鄰Cdkn1b的啟動(dòng)子，像增強(qiáng)子那樣刺激Cdkn1b的轉(zhuǎn)錄。

也許有一天人們會(huì)發(fā)現(xiàn)Lockd RNA具有其他功能，但至少“它對(duì)Cdkn1b并沒有明顯功能”。Paralkar強(qiáng)調(diào)，在研究非編碼DNA和RNA的功能時(shí)，DNA刪除和RNA阻斷實(shí)驗(yàn)都是很有必要的。只有這樣才能把DNA和RNA的功能區(qū)分開。

2011年，斯坦福大學(xué)的Howard Chang教授開發(fā)了ChIRP技術(shù)，該技術(shù)可以在全基因組范圍內(nèi)鑒定RNA與染色質(zhì)的互作，被不同領(lǐng)域的研究者們廣泛采用。后來Chang和同事對(duì)ChIRP進(jìn)行改造，發(fā)布了稱為dChIRP（domain-specific ChIRP）的新技術(shù)。據(jù)介紹，該技術(shù)可以在天然環(huán)境下剖析lncRNA不同結(jié)構(gòu)域的功能。相關(guān)論文發(fā)表在近期的Nature Biotechnology雜志上。

非編碼RNA（ncRNA）往往與蛋白質(zhì)協(xié)作，生成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并參與細(xì)胞調(diào)控。為了揭示非編碼RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體（RNP）的組成和動(dòng)態(tài)，Howard Chang教授最近在ChIRP的基礎(chǔ)上開發(fā)了質(zhì)譜分析技術(shù)ChIRP-MS。這是一種RNA導(dǎo)向的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)（RNA-directed proteomics），能夠全面鑒定特定非編碼RNA的結(jié)合蛋白。這一成果發(fā)表在四月二日的Cell雜志上。

細(xì)胞重編程向我們展示了體細(xì)胞狀態(tài)在表觀遺傳學(xué)上的可塑性。而長非編碼RNA（lncRNA）被認(rèn)為在表觀遺傳學(xué)調(diào)控中具有重要的作用。加州理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞重編程過程中進(jìn)行了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，揭示了lncRNA表達(dá)在不同階段發(fā)生的動(dòng)態(tài)改變。這項(xiàng)研究發(fā)表在Cell Stem Cell雜志上，領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的是加州理工學(xué)院的Barbara J. Wold。