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單細胞分析揭示lncRNA的秘密

日期:2016-04-18 09:11:47

 人類大腦被譽為是“進化的最高杰作”,而新皮層(neocortex)被認為是人類高智能的源泉。加州大學研究團隊在人類新皮層的發(fā)育過程中,對長非編碼RNAlncRNA)進行了單細胞分析。他們在四月十四的Genome Biology雜志上發(fā)表文章指出,lncRNA在新皮層特定細胞中起到了重要的作用。該雜志還同時刊發(fā)了華裔牛人Howard Y. Chang為這項研究成果撰寫的點評。

 

長非編碼RNAlncRNA)是一些長度超過二百個核苷酸的RNA分子,來自于基因組的非編碼區(qū)域。雖然lncRNA沒有編碼任何蛋白質(zhì),但它們在不同組織和發(fā)育階段的表達依然具有特異性,這說明lncRNA具有重要的生物學意義。在測序技術的幫助下,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千種lncRNA,但這些lncRNA的生物學功能依然還是個謎。

 

研究人員收集不同發(fā)育階段的人類新皮層樣本,通過鏈特異性RNA-seq研究其中的lncRNA。他們還分析了數(shù)百個新皮層細胞的單細胞轉錄組。研究顯示,雖然lncRNA在組織中的總體水平比較低,但在某些細胞中高豐度表達。這說明lncRNA在特定新皮層細胞中承擔了重要的功能。

 

舉例來說,lncRNA LOC646329在新皮層中含量較少,但在放射狀膠質(zhì)細胞含量豐富。研究人員通過CRISPRi敲低LOC646329,發(fā)現(xiàn)這種lncRNA調(diào)控了細胞增殖。這項研究為人們展示了lncRNA在新皮層細胞中的特異性表達,有助于進一步了解lncRNA的生物學功能。研究還指出,lncRNA可以用來區(qū)分不同類型的神經(jīng)細胞。

 

Cell Stem Cell雜志此前發(fā)表的一項研究顯示,大腦干細胞中的非編碼RNA Pnky有重要的臨床意義,操縱它可以大大增加神經(jīng)干細胞生產(chǎn)的神經(jīng)元。Pnky是一種新發(fā)現(xiàn)的lncRNA,只存在于大腦中。加州大學舊金山分校的研究人員認為,Pnky不僅可以用于再生醫(yī)學,還有助于治療阿爾茨海默癥、帕金森癥、創(chuàng)傷性腦損傷、癌癥等多種疾病。

 

表觀遺傳學修飾可以在不改變DNA序列的情況下調(diào)控基因的活性,是近年來生命科學領域的一大研究熱點。DNA甲基化是最常見的一種表觀遺傳學修飾,廣泛參與了細胞對基因表達的控制,在細胞生長、細胞分化、細胞增殖和疾病狀態(tài)中起到了關鍵性的作用。耶魯大學的研究團隊最近發(fā)現(xiàn),一種lncRNA能廣泛改變基因組的DNA甲基化。

 

北京大學醫(yī)學部的毛澤斌教授領導團隊,對細胞衰老過程中的lncRNA進行了深入研究。他們發(fā)現(xiàn),LncRNA SALNR在衰老過程中起到了重要作用,能夠延緩癌基因誘導的衰老。這項研究為人們揭示了在細胞衰老中起作用的lncRNA,有助于理解lncRNA在衰老中扮演的角色。

 


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