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長(zhǎng)期記憶形成所需的神秘RNA

日期:2016-08-12 09:09:31

 2013年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種特殊的RNA——extracoding RNAecRNAs)(相關(guān)閱讀:Nature破解百年?duì)幷摚夯虻挚钩聊聶C(jī)制)。這些RNA不編碼蛋白質(zhì),但它們的序列與蛋白編碼區(qū)的序列有重疊。作為越來(lái)越多的調(diào)節(jié)因子的另一位成員,ecRNAs可結(jié)合并阻止沉默基因的酶——很可能是它們重疊的那些酶。

 

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的Jeremy Day和他的同事們,研究DNA甲基化在認(rèn)知和腦疾病中的作用,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)謎題的一些線索:當(dāng)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶——添加甲基標(biāo)簽來(lái)沉默基因的酶家族,存在于整個(gè)細(xì)胞核的時(shí)候,大腦是如何控制甲基化的?相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Communication》。

 

Day的研究小組靶定了來(lái)自Fos的一個(gè)ecRNAFos是一個(gè)著名的基因,它編碼的蛋白質(zhì),可標(biāo)記最近在大腦中活躍的細(xì)胞。缺乏Fos的嚙齒類動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)記憶障礙。并且,這一新研究指出,缺失Fos ecRNA的大鼠也會(huì)如此。

 

Day說(shuō):“令人驚訝的是,我們可以靶定大腦中的一個(gè)ecRNA,并找到這種強(qiáng)大的行為表型。這是第一次證明,大腦中一個(gè)長(zhǎng)鏈非編碼RNA,對(duì)動(dòng)物的行為具有這種影響。”

 

這項(xiàng)新研究開(kāi)展了大量的工作,只是為了確定Fos ecRNA,因?yàn)榛蚪M的非編碼區(qū)沒(méi)有被很好地注釋為編碼區(qū),特別是在大鼠中。

 

Day說(shuō),但是隨后實(shí)驗(yàn)干擾特定非編碼RNA功能的步驟很簡(jiǎn)單,在腦健康和疾病中至關(guān)重要的其他ecRNAs,也可以使用這些方法進(jìn)行探析。事實(shí)上,這項(xiàng)研究在更廣泛的層面上發(fā)現(xiàn),這些ecRNAs存在于神經(jīng)元的基因組中,并來(lái)自于蛋白質(zhì)編碼相對(duì)物——響應(yīng)神經(jīng)活性并與疾病有關(guān)。

 

Fos ecRNA是如何起作用的呢?Day說(shuō):“為了只阻斷這個(gè)基因的甲基化,它必須以某種方式逗留。”他的團(tuán)隊(duì)使用幾種互補(bǔ)的方法——包括單分子熒光原位雜交(FISH),正在探索這個(gè)問(wèn)題。他們也可以使用CRISPR Display,人為地將ecRNA靶定到該基因的一個(gè)特定點(diǎn),以研究它的功能。

 

Day不僅是對(duì)Fos ecRNA的機(jī)制研究感興趣,而且他還想知道,ecRNAs一般是如何產(chǎn)生的。許多蛋白質(zhì)編碼基因是由RNA聚合酶II制造的,但不是ecRNAs。同時(shí),研究人員也想知道,一個(gè)ecRNAs分子(其中包含莖環(huán)的結(jié)構(gòu))的形狀,是否以及如何與其功能相關(guān)。

 


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