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決定胚胎干細(xì)胞命運(yùn)的lincRNA

日期:2011-08-31 09:01:47

    近日來自美國哈佛-麻省理工博德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard)的科學(xué)家們?cè)谛卵芯恐邪l(fā)現(xiàn)一類特異的大型RNAs分子(large RNAs)對(duì)胚胎干細(xì)胞命運(yùn)起關(guān)鍵性的作用,這一研究成果在線發(fā)表在8月28日的《自然》(Nature)雜志上。

    領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是著名的遺傳學(xué)家Eric S. Lander,他是Broad醫(yī)學(xué)院的創(chuàng)始人之一,人類基因組計(jì)劃領(lǐng)導(dǎo)者之一,美國科學(xué)院院士。到2008年為止,他以22篇高影響力的論文(被引9710次,每篇論文平均被引用441.4次)在以影響力論文數(shù)量排名的科學(xué)家榜中名列榜首。

    早在數(shù)年前Broad研究所的科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)人類和小鼠的基因組可編碼一種稱為“基因間的長鏈非編碼RNA”(large intergenic noncoding RNA,簡稱lincRNA)的特異性RNAs。lincRNAs起初被認(rèn)為是基因組轉(zhuǎn)錄的“噪音”,是RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物,不具有生物學(xué)功能。然而,近年來的研究表明,lincRNAs參與了X染色體沉默,基因組印記以及染色質(zhì)修飾,轉(zhuǎn)錄激活,轉(zhuǎn)錄干擾,核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷喾N重要的調(diào)控過程,lincRNAs的這些調(diào)控作用也開始引起人們廣泛的關(guān)注。

   “長期以來科學(xué)家們對(duì)于lincRNAs的生物功能存在大量的爭議,”Eric Lander說:“新研究表明lincRNAs可對(duì)調(diào)控胚胎干細(xì)胞命運(yùn)起關(guān)鍵性的作用。這是一個(gè)非常讓人驚喜的發(fā)現(xiàn),因?yàn)殚L期以來研究人員都認(rèn)為是某些特定的蛋白質(zhì)對(duì)這一過程起主導(dǎo)作用。”

    胚胎干細(xì)胞通常有兩種命運(yùn)或是分化為特定細(xì)胞如血細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞,或是保持多潛能性,即維持其多向發(fā)育潛能及在不分化狀態(tài)下的對(duì)稱性細(xì)胞分裂能力。在最新的這篇文章中,研究人員對(duì)胚胎干細(xì)胞(ES cells)中的100多種lincRNAs進(jìn)行了研究。當(dāng)研究人員在胚胎干細(xì)胞中嘗試分別敲除每種lincRNA時(shí),他們發(fā)現(xiàn)其中一些lincRNAs參與抑制了某些特定細(xì)胞中的基因表達(dá),而另一些則與胚胎干細(xì)胞多潛能性喪失相關(guān)。

    在進(jìn)一步的研究中,Eric Lander更深入地解析了lincRNAs發(fā)揮功能的相關(guān)機(jī)制。通過一系列生化試驗(yàn),研究人員證實(shí)lincRNAs與一些影響細(xì)胞命運(yùn)的關(guān)鍵蛋白之間存在著相互作用。

    “這些lincRNAs似乎在其中充當(dāng)了組織者的角色,將各種蛋白質(zhì)集中起來裝配形成一個(gè)個(gè)功能單位,”文章的作者之一、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院助理教授、Broad研究所資深研究員(senior associate member)John Rinn說:“就如同球隊(duì)隊(duì)長將球員們組織到一起來,踢一場好球一樣。”

    文章的第一作者、Broad研究所研究生Mitchell Guttman表示課題組在下一階段將更深入地探究這些lincRNAs與蛋白質(zhì)之間的互作機(jī)制。“這不僅有可能幫助我們找到調(diào)控這些RNAs的方法,或?qū)⑼苿?dòng)我們開發(fā)出靶向疾病相關(guān)的關(guān)鍵基因的有效新策略,”Guttman說。


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