華裔牛人揭示piRNA的重要功能
日期：2015-03-25 08:58:58
真核生物基因組中的基因間隔區域富含轉座子、假基因和其他的重復序列，會生成大量的lncRNA（長非編碼RNA）和piRNA（Piwi-interacting RNA）。不過目前人們對這些非編碼區域的具體功能還知之甚少。
耶魯大學的研究團隊在Genome Research雜志上發表文章指出，反轉錄轉座子和假基因能在生殖細胞中，通過piRNA通路調控mRNA和lncRNA。領導這項研究的是美國耶魯大學終身教授林海帆( Haifan Lin)。林海帆教授長期從事干細胞研究，曾證實人體干細胞微環境存在，并在博士期間首次發現第一個啟動胚胎細胞分裂的基因，被評為美國當年最出色的遺傳學博士論文之一。2006林海帆教授發現并命名新的一類遺傳調控分子piRNA，被世界頂尖科學期刊《Science》評為年度十大科學突破之一。憑借著卓越的科研成果，林海帆教授多次獲得美國高層次學術嘉獎。
piRNA在動物生殖細胞系中與特定蛋白一同束縛轉座子，它們就像是基因組的免疫系統，能夠區分敵我、啟動應答、適應新入侵者、甚至記住曾經入侵的轉座子。2012年前后piRNA研究迎來了令人興奮的新時代，該領域許多重要成果陸續登上各大頂級雜志。人們意識到，piRNA除了抵御轉座子以外可能還具有更多的功能，比如調節基因的表達。
耶魯大學的研究人員發現，來自轉座子和假基因的piRNA，在小鼠的晚期精母細胞中介導了大量mRNA和lncRNA的降解。這些piRNA對lncRNA轉錄組的影響特別大，當piRNA通路出現缺陷時，小鼠晚期精母細胞中有四分之一的lncRNA會出現上調。
進一步研究顯示，piRNA能夠靶標mRNA 3’端的反轉錄轉座子序列并使其降解。而生精細胞特異性的lncRNA也是通過類似程序被降解的。研究人員還發現，假基因能通過piRNA通路調控mRNA的穩定性，而且piRNA降解mRNA和lncRNA需要PIWIL1（也稱為MIWI）。
這項研究表明，piRNA介導了一個高度復雜的總體RNA調控網絡，反轉錄轉座子和假基因是這個網絡中的調控序列。
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