中科大最新Nature子刊發現lncRNA新功能
日期:2016-10-11 09:22:12
來自中科大的消息,中國科學技術大學教授單革課題組發現并命名了一個長鏈非編碼RNA——5S-OT,并發現在靈長類中,5S-OT RNA獲取了調控多個基因可變剪切的新功能。該研究成果發表在10月3日出版的《自然-結構和分子生物學》上。論文的共同第一作者為課題組的博士生胡珊珊和碩士生王小林。
從酵母到人類的各種真核細胞中,基因組DNA上的信息主要是由RNA聚合酶II及RNA聚合酶III讀取并轉錄產生相應的RNA。這些RNA按照其是否會作為蛋白質翻譯的模板,可以分為編碼RNA(mRNA,即信使RNA)和非編碼RNA。非編碼RNA是一大類不編碼蛋白質而在細胞中起著調控作用的RNA分子。而mRNA往往以大的pre-mRNA前體方式產生并隨后進行剪切,產生能真正作為翻譯蛋白質的mRNA模板。
研究人員發現,在高級靈長類和人類當中,5S-OT RNA獲取了調控多個基因可變剪切的新功能。在高級靈長類和人類中,5S-OT中插入了一個反義Alu序列,并因此同時產生了一個多嘧啶(polypyrimidine-tract,Py)位點。Alu是一種靈長類特異的基因組短重復序列,而人類基因組DNA中約10%的序列為Alu的正向或反向序列。隨后在人細胞中的研究發現,人類5S-OT RNA可以通過其Py位點招募參與pre-mRNA剪切的蛋白質U2AF65,進而通過5S-OT RNA中的反向Alu序列與靶標pre-mRNA當中的正向Alu序列的互補配對,將U2AF65蛋白帶到受其調控的pre-mRNA上。非靈長類動物的5S-OT RNA不具有Py位點,不與U2AF65蛋白有相互作用,因而不參與調控相應物種中的mRNA可變剪切。
人們可以利用人類5S-OT RNA的這一調控機理,通過人工設計的、針對特定基因序列的“改裝版”5S-OT來調控特定基因的剪切。很多人類疾病與基因剪切異常相關,未來有可能以這一發現為基礎發展出生物技術來“糾正”基因的可變剪切。
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