Cell子刊：lncRNA其實沒那么重要？
日期：2016-04-11 08:51:52
長非編碼RNA（lncRNA）是一些長度超過三百個核苷酸的RNA分子，在細胞內的豐度約占到70%至98%。lncRNA來自于基因組中的非編碼DNA，不含任何蛋白的閱讀框。人們普遍認為lncRNA具有重要的生物學意義，但對它們的具體功能還知之甚少。
賓夕法尼亞大學的科學家們對一種備受關注的lncRNA進行了研究。他們最近在Molecular Cell雜志上發表文章指出，這種lncRNA很可能并沒有什么功能，真正起作用的是其編碼DNA。這個DNA片段能像增強子那樣激活附近的蛋白質編碼基因。
“這一發現告訴我們，生產lncRNA的DNA區域其實并不一定通過lncRNA發揮作用，”文章第一作者Vikram R. Paralkar博士說。
小鼠的紅細胞和一些其他細胞富含基因Lockd的lncRNA產物，人們推測這種lncRNA可能具有某種未知的功能。Lockd的轉錄起始區域包含多個轉錄因子的結合位點，而且它就處在Cdkn1b基因的下游。已知Cdkn1b基因的蛋白質產物參與了細胞分裂的調控。
為了探索Lockd的具體功能，研究人員用基因編輯技術刪除了小鼠血細胞的Lockd DNA。在這種情況下，Cdkn1b的表達水平降低了70%。研究人員還在不影響Lockd DNA的情況下阻斷其RNA的轉錄，結果Cdkn1b的表達水平沒有受到影響。換句話說，去掉RNA轉錄本沒關系，但去掉DNA問題就大了。進一步研究表明，在扭曲成環的雙螺旋基因組結構中，Lockd DNA的啟動端直接接觸相鄰Cdkn1b的啟動子，像增強子那樣刺激Cdkn1b的轉錄。
也許有一天人們會發現Lockd RNA具有其他功能，但至少“它對Cdkn1b并沒有明顯功能”。Paralkar強調，在研究非編碼DNA和RNA的功能時，DNA刪除和RNA阻斷實驗都是很有必要的。只有這樣才能把DNA和RNA的功能區分開。
2011年，斯坦福大學的Howard Chang教授開發了ChIRP技術，該技術可以在全基因組范圍內鑒定RNA與染色質的互作，被不同領域的研究者們廣泛采用。后來Chang和同事對ChIRP進行改造，發布了稱為dChIRP（domain-specific ChIRP）的新技術。據介紹，該技術可以在天然環境下剖析lncRNA不同結構域的功能。相關論文發表在近期的Nature Biotechnology雜志上。
非編碼RNA（ncRNA）往往與蛋白質協作，生成復雜的結構，并參與細胞調控。為了揭示非編碼RNA-蛋白質復合體（RNP）的組成和動態，Howard Chang教授最近在ChIRP的基礎上開發了質譜分析技術ChIRP-MS。這是一種RNA導向的蛋白質組學技術（RNA-directed proteomics），能夠全面鑒定特定非編碼RNA的結合蛋白。這一成果發表在四月二日的Cell雜志上。
細胞重編程向我們展示了體細胞狀態在表觀遺傳學上的可塑性。而長非編碼RNA（lncRNA）被認為在表觀遺傳學調控中具有重要的作用。加州理工學院的研究團隊在細胞重編程過程中進行了單細胞轉錄組分析，揭示了lncRNA表達在不同階段發生的動態改變。這項研究發表在Cell Stem Cell雜志上，領導這項研究的是加州理工學院的Barbara J. Wold。
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