eLife:lncRNA終究還是能編碼?
日期:2014-09-23 08:48:40
從DNA、RNA到蛋白質是一個漫長的旅程。人類基因組只有2%會最終轉變為蛋白,更多序列只是轉錄成為RNA。長非編碼RNA(lncRNA)就是一種非編碼的轉錄本。
近年來lncRNA得到了研究界的廣泛關注,人們已經在測序技術的幫助下鑒定了大量lncRNA,但lncRNA的生物學功能依然迷霧重重。
西班牙IMIM(Hospital del Mar Medical Research Institute)和加泰羅尼亞理工大學(UPC)的研究團隊最近在eLife雜志上發表研究指出,長非編碼RNA在新蛋白演化中起到了重要的作用,它們在細胞中有著不為人知的重要功能。
長非編碼RNA是指長度超過三百個核苷酸的RNA分子,其上沒有編碼蛋白的閱讀框。在細胞內lncRNA的豐度約占到70%至98%,有些lncRNA甚至長達幾千bp。
雖然lncRNA沒有編碼任何蛋白質,但它們的表達在不同組織和發育階段依然具有特異性,這說明lncRNA具有重要的生物學意義。絕大多數lncRNA位于細胞核,它們對應的DNA區域有的與蛋白編碼基因重疊,有的位于基因之間或者內含子中。
由于lncRNA似乎沒有承擔什么生物學功能,它們曾被認為是一種“進化噪聲”?,F在西班牙的研究人員通過新測序技術向人們展示,許多這樣的轉錄本也有機會翻譯成為蛋白。這一發現旋即引起了激烈的爭論。
“我們在六個物種中(人類、小鼠、魚、果蠅、酵母和一種植物)驗證了這一結果,許多lncRNA與核糖體關聯,似乎隨時準備翻譯成為蛋白。這說明,lncRNA可以成為新蛋白合成的資源,”Mar Albà教授解釋到。
這項研究顯示,大多數lncRNA是種系特異性的,很少有lncRNA存在于兩個以上的物種中。由此可見,這些lncRNA很可能是最近才演化出來的。事實上,lncRNA分子表現出許多與“年輕”基因相似的特性。
“新功能性蛋白的出現,是一個反復嘗試的過程。因此細胞需要生成大量的轉錄本,這些轉錄本不一定都能通過時間的檢驗。lncRNA與這樣的轉錄本很相符。對近親物種進行研究,將有助于我們進一步理解新基因的形成機制,鑒定那些可能有功能的轉錄本。lncRNA表達模式改變與特定疾病的關聯,也是一個很有吸引力的研究方向,”Mar Albà總結到。
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