近日來自Wistar研究所的研究人員揭示了，RNA編輯蛋白ADAR1與Dicer結(jié)合生成microRNA (miRNA)和siRNA的重要機(jī)制。這些RNA種類轉(zhuǎn)而又在基因調(diào)控——沉默或“關(guān)閉”特異蛋白質(zhì)生成中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。這些研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在4月25日《細(xì)胞》(Cell)雜志上。

研究人員說，非編碼RNA分子可以靶向和調(diào)控高達(dá)60%的哺乳動物基因。RNA生物學(xué)的這一方面對于生命是如此的至關(guān)重要，在新研究中Nishikura實(shí)驗(yàn)室闡明了缺乏ADAR1對胚胎小鼠致命的機(jī)制。

研究的資深作者、Wistar研究所基因表達(dá)和調(diào)控計(jì)劃Kazuko Nishikura教授說：“我們的數(shù)據(jù)表明，調(diào)控microRNA合成對于生命極其重要。我們已經(jīng)確定，RNA編輯蛋白ADAR1對這種調(diào)控發(fā)揮了重要協(xié)調(diào)作用。在這里我們看到了進(jìn)化非凡的巧妙性，ADAR1可以與其他酶結(jié)合，就像一把分子瑞士軍刀一樣，在RNA功能中發(fā)揮不同的作用。”

近年來，研究人員不再只將研究焦點(diǎn)放在遺傳信息的攜帶者——信使RNA（mRNA）上。許多種類的RNA，例如非編碼RNA已被證實(shí)在細(xì)胞生物學(xué)的許多方面擔(dān)當(dāng)著重要的角色。“非編碼RNA不編碼蛋白質(zhì)，似乎在監(jiān)督我們的基因組中發(fā)揮著顯著且廣泛的作用，”Nishikura說。

自20多年前發(fā)現(xiàn)和定義ADAR蛋白家族，Nishikura實(shí)驗(yàn)室一直是RNA生物學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。ADAR蛋白可準(zhǔn)確地編輯RNA分子，改變RNA的堿基使之從A變?yōu)?/SPAN>I（將RNA的腺苷亞基轉(zhuǎn)變?yōu)榧≤諄喕?/SPAN>A-I改變可顯著地影響生物學(xué)功能。例如它通過影響神經(jīng)遞質(zhì)產(chǎn)生，可改變大腦的化學(xué)物質(zhì)。

近期的報(bào)道稱，ADAR1拮抗了決定RNA沉默基因方式的化學(xué)信號通路。而Nishikura發(fā)現(xiàn)，與之相反，ADAR1是這一過程的一個重要組成部分。過去的研究表明，ADAR1分子可通過相互結(jié)合形成復(fù)合蛋白，以一種“二聚體”的形式來發(fā)揮RNA編輯作用。而Nishikura證實(shí)，單拷貝的ADAR1還可結(jié)合Dicer蛋白，眾所周知Dicer蛋白可準(zhǔn)確地將RNA分子切割成miRNA。

這種ADAR1-Dicer結(jié)合有助于將RNA提供給Dicer酶。此外，ADAR1還有助于將這些新生的miRNAs裝入到RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RISCs)中，靶向和消除特定的信使RNA分子，由此阻止特異基因生成蛋白質(zhì)。

Nishikura 說：“我們基因組中的RNA調(diào)控還是一個處于起步階段的研究領(lǐng)域。以這種方式來調(diào)控遺傳學(xué)，其能力可能是驚人強(qiáng)大和多方面的。因此對于人類醫(yī)學(xué)，它也是一個有著許多潛在應(yīng)用的領(lǐng)域。”