兩篇文章聚焦長鏈非編碼RNA
日期：2011-09-19 10:15:46
在近期發(fā)表的兩篇文章中，來自Broad研究院和哈佛大學(xué)的研究人員描述了長鏈非編碼RNA在細胞中的作用。這些研究改變了生物學(xué)家對于胚胎發(fā)育和疾病中基因表達調(diào)控的了解。
長鏈非編碼RNA是一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200nt的RNA分子，它們并不編碼蛋白，而是以RNA的形式在多種層面上（表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等）調(diào)控基因的表達水平。它們起初被認為是基因組轉(zhuǎn)錄的“噪音”，是RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物，不具有生物學(xué)功能。然而，近年來的研究表明，長鏈非編碼RNA參與了X染色體沉默，基因組印記以及染色質(zhì)修飾，轉(zhuǎn)錄激活，轉(zhuǎn)錄干擾，核內(nèi)運輸?shù)榷喾N重要的調(diào)控過程。
在第一篇發(fā)表在《Nature》的文章中，Broad研究院的Mitchell Guttman及其同事對胚胎干細胞中表達的長鏈非編碼RNA（lincRNA）開展了RNAi研究，試圖發(fā)現(xiàn)它們在細胞中的功能。通過這個實驗，他們發(fā)現(xiàn)一些lincRNA的knockdown會影響細胞中的基因表達，進而影響干細胞的多能性和發(fā)育。
此外，研究人員還根據(jù)他們的實驗數(shù)據(jù)建立了一個lincRNA功能的模型。在此模型中，特定轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控了lincRNA的表達，而這些lincRNA與其他調(diào)控蛋白相關(guān)聯(lián)，形成了細胞類型特異的RNA-蛋白復(fù)合物。
為了描述lincRNA在胚胎發(fā)育中的作用，Guttman打了個比方。維持全能性的蛋白和促進分化的蛋白就像戰(zhàn)士。它們各司其職，但需要一些東西來協(xié)調(diào)他們的行動。lincRNA則被認為是隊長，帶領(lǐng)不同蛋白，協(xié)同作戰(zhàn)。
在第二篇文章中，John Rinn及其同事編撰了一份lincRNA目錄，其中涉及到8000多個人lincRNA。該成果發(fā)表在9月2日的《Genes & Development》在線版上。為了編撰這份目錄，Rinn的研究小組綜合了現(xiàn)有的lincRNA注釋，以及他們收集到的RNA-seq數(shù)據(jù)。對于每個lincRNA，目錄提供了超過30條性質(zhì)，包括序列、結(jié)構(gòu)和蛋白關(guān)聯(lián)。
Rinn談到：“一些人并沒有計算機專家和大規(guī)模并行測序工具。如今他們有了一份Excel文件，他們能夠?qū)α信判颍⒄业娇赡芘c他們研究疾病相關(guān)的lincRNA。”
通過對目錄的分析，研究小組發(fā)現(xiàn)，lincRNA是組織特異性的，而且比蛋白編碼基因要特異得多。基于這種高度特異性，lincRNA成為不同細胞亞群的優(yōu)異描述符，包括患病細胞，用于診斷目的。
目前，Guttman、Rinn以及他們的同事還在繼續(xù)研究非編碼RNA在胚胎發(fā)育以及正常和患病細胞中的作用。在了解了它們的作用之后，研究人員希望能改造或操控特異的lincRNA，以便治療疾病。
