Cell：神秘的非編碼RNA在基因表達(dá)中起重要作用
日期：2017-01-16 10:00:48
在細(xì)胞中，DNA被轉(zhuǎn)錄成RNA，提供給細(xì)胞制造蛋白質(zhì)的分子配方。大多數(shù)的基因組被轉(zhuǎn)錄成RNA，但實(shí)際上只有一小部分的RNA是來(lái)自于基因組中的蛋白質(zhì)編碼區(qū)域。
賓夕法尼亞大學(xué)Perelman醫(yī)學(xué)院Penn表觀遺傳學(xué)研究所主任Shelley Berger博士說：“為什么非編碼區(qū)能轉(zhuǎn)錄？它們的功能一直是神秘的。”
Berger及其實(shí)驗(yàn)室的博士后Daniel Bose博士，研究來(lái)自增強(qiáng)子的基因表達(dá)調(diào)控，是基因組上離蛋白編碼區(qū)較遠(yuǎn)的非編碼區(qū)。增強(qiáng)子可提高附近的蛋白編碼基因的基因表達(dá)率，所以細(xì)胞能夠泵出更多所需的蛋白分子。一小部分神秘的非編碼RNA，稱為增強(qiáng)子RNAs（eRNAs）是從增強(qiáng)子序列轉(zhuǎn)錄而來(lái)的。雖然這些對(duì)于提高基因表達(dá)是非常重要的，但是它們是如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的，仍然還是完全未知的。
通過揭示這些難以捉摸的eRNAs，他們表明，CBP——激活來(lái)自增強(qiáng)子的轉(zhuǎn)錄的一種酶，可直接結(jié)合eRNAs。這種簡(jiǎn)單的行為通過調(diào)節(jié)乙酰化，來(lái)控制生物體內(nèi)的基因表達(dá)模式，這種化學(xué)標(biāo)記指導(dǎo)緊密包裝在細(xì)胞核中的DNA解開，以促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。他們的研究結(jié)果發(fā)表在本周的《Cell》雜志。
Bose說：“我們體內(nèi)的細(xì)胞共享相同的基因和DNA序列，而這些基因表達(dá)的方式有所不同。增強(qiáng)子和eRNAs是這個(gè)過程的關(guān)鍵。我們的研究顯示了一種令人興奮的新方式，eRNAs通過這種方式產(chǎn)生這些不同的基因表達(dá)模式。我們想知道eRNAs是否直接與CBP協(xié)作，并想弄清它們是如何做到的。”
采用生化分析，他們發(fā)現(xiàn)，CBP結(jié)合RNA的區(qū)域，也可以調(diào)節(jié)CBP與化學(xué)標(biāo)志協(xié)作的能力。通過結(jié)合這個(gè)區(qū)域，eRNAs可以直接刺激CBPs的乙酰化活性。
Berger說：“在癌癥生物學(xué)領(lǐng)域中，科學(xué)家對(duì)增強(qiáng)子和eRNAs的興趣越來(lái)越大，因?yàn)橛腥毕莸脑鰪?qiáng)子可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生過多或過少的蛋白質(zhì)，或者會(huì)導(dǎo)致編碼區(qū)被關(guān)閉或打開，或在錯(cuò)誤的時(shí)間制造一個(gè)蛋白。”對(duì)于“增強(qiáng)子和eRNAs如何發(fā)揮功能”了解更多，將對(duì)腫瘤學(xué)家有幫助，因?yàn)樽罱祟惸[瘤的DNA測(cè)序表明，與癌癥及其他疾病相關(guān)的大量基因突變，發(fā)生在基因組的增強(qiáng)子區(qū)域——而不是蛋白質(zhì)編碼區(qū)。
Berger說：“從根本上說，這是一門重要的科學(xué)，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)，在整個(gè)基因組和身體中，增強(qiáng)子RNAs對(duì)于指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生產(chǎn)有關(guān)鍵作用。我們發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)基因組中，增強(qiáng)子RNAs是與CBP結(jié)合的最常見的RNA類型，并且，通過這樣的互動(dòng)，eRNAs對(duì)于調(diào)節(jié)CBP活性和基因表達(dá)，起著至關(guān)重要的作用。”
