諾獎得主Nature子刊:RNAi研究新成果
日期:2011-10-18 08:55:41
近日來自美國斯坦福大學醫學院的研究人員在新研究中揭示了一種關鍵的RNA修飾酶與RNAi通路互作的分子機制,這一研究成果發表在國際知名學術期刊《自然—結構和分子生物學》(Nature Structural & Molecular Biology )上。
文章的通訊作者是美國著名遺傳學和分子生物學家、2006年諾貝爾生理學或醫學獎得主Andrew Z Fire教授。
1998年Andrew Z Fire和馬薩諸塞大學癌癥中心的Craig Mello 首次將雙鏈dsRNA 注入線蟲,結果誘發了比正義鏈和反義鏈的單獨注射都要強的基因沉默。他們將這種由dsRNA引發的特定基因表達受抑制現象稱為RNA干擾作用(RNAi)。在隨后的短短一年中,RNAi現象被廣泛地發現于真菌、擬南芥、水螅、渦蟲、錐蟲、斑馬魚等大多數真核生物中,對于動植物抵抗外源病毒、生長發育調控方面起著重要的作用,至此掀起了廣泛開展RNAi研究的熱潮。
近年來科學家們在線蟲中發現了一種可與RNAi通路發生相互作用的蛋白ADAR。ADAR是一種雙鏈RNA特異性腺苷酸脫氨酶,主要生物學功能包括RNA編輯和誘導蛋白質在核內的翻譯。它能夠作用于特定雙鏈RNA結構和mRNA前體,將特殊位點上的腺苷(A)去氨基轉變為次黃嘌呤(I),導致雙鏈RNA結構不穩定及mRNA的降解。過去的研究證實在ADAR基因突變的線蟲中敲除RNA干擾通路有關的基因可防止ADAR基因突變相關的缺陷發生,表明ADAR與RNAi通路之間可能存在一種相互制約的作用機制。
在這篇文章中,研究人員揭示了ADAR與RNAi通路互作的分子基礎,證實ADAR與RNAi通路共享了相同的作用底物。研究人員在對ADAR突變體細胞中的小RNA及mRNA群進行檢測后,鑒別出了一些表達顯著增高的RNAi依賴的小RNAs,并確定了這些小RNA的基因座位點。研究人員在對這些基因座進行特征分析后發現非編碼區和基因間區域相互交疊,來自同一基因座DNA序列最終生成了多種不同的RNA編輯產物,表明ADAR可能在這一過程中發揮了特異性的作用。
通過改變編碼一種蛋白質的核苷酸序列,ADAR使RNA產生不同的蛋白。這一直被認為是ADAR最重要的功能。過去的研究證實ADAR異常與調控嗅聞食物、學習和記憶等行為密切相關。新研究初步揭示了ADAR與RNAi通路互作的分子機制,對深入地了解RNAi在生理及病理過程的作用及分子機制具有重要的意義。
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