Nature新文章解析小RNA調控機制
日期：2013-04-19 09:15:22
來自波士頓兒童醫院和哈佛大學醫學院的研究人員，在新研究中揭示了在Lin28介導的let-7選擇性調控中起關鍵作用的一種核酸酶，相關論文“A role for the Perlman syndrome exonuclease Dis3l2 in the Lin28–let-7 pathway”發表在4月17日的《自然》（Nature）雜志上。
microRNAs (miRNAs)介導的轉錄后基因調控，在許多發育和生理過程中起重要作用。通過與序列互補的靶信使RNAs進行堿基配對，這些大小約為22個核苷酸的RNAs招募miRNA誘導沉默復合物，促使mRNA降解及翻譯抑制。
其中遠古的let-7 miRNAs家族尤為重要，成為了近年來研究最為廣泛的miRNA家族之一。在秀麗隱桿線蟲中，let-7對于正常發育至關重要。在各種人類癌癥中均發現有let-7家族腫瘤抑制功能喪失。研究證實，在發育過程中同源RNA結合蛋白Lin28A和Lin28B可動態調控let-7的表達。
Lin28是線蟲發育計時的一個調控因子，近期越來越多的研究表明在哺乳動物中，Lin28控制了發育計時和生長，并參與維持了葡萄糖穩態。在干細胞中Lin28是一種多潛能因子，Lin28可通過阻斷let-7表達將干細胞維持在未分化和增殖狀態。在成人體細胞中Lin28–let-7信號通常沉默，LIN28A或LIN28B表達被證實與多種人類癌癥相關。抑制這一致癌信號通路，可以限制癌細胞的致瘤性。
近期的研究提供了關于Lin28介導的let-7選擇性調控的一些潛在機制。Lin28A在細胞質中發揮作用，招募3′末端尿苷酸轉移酶(TUTase) Zcchc11或Zcchc6，將一個低聚尿苷（oligouridine）尾巴添加到pre-let-7上，抑制Dicer加工，并通過一種未知的核酸酶快速降解了尿苷化的RNA。
在這篇Nature文章中，研究人員試圖確定相關的核酸酶。Richard I. Gregory領導研究小組采用一種生化方法，分離出了與尿苷化pre-let-7特異性性相關的因子。這一分析表明Lin28A和Zcchc11，與pre-let-7a-1及尿苷化的pre-let-7a-1 (pre-let-7+14U)相結合。在pre-let-7a-1+14U純化物中，研究人員特異性地檢測出了3′–5′外切核酸酶Dis3l2。通過免疫沉淀方法，研究人員證實Dis3l2可特異結合Lin28A。在一種小鼠胚胎干細胞系中，他們證實Dis3l2導致了尿苷酸化pre-let-7降解。體外生化重組分析證實，3′低聚尿苷化刺激了Dis3l2活性，而在小鼠胚胎干細胞中抑制Dis3l2則可以穩定pre-let-7。
新研究證實了3′低聚尿苷化是Dis3l2的一種RNA降解信號，并確定了Dis3l2的第一個生理性RNA底物。研究結果表明這一外切核酸酶有可能在Lin28–let-7信號通路中發揮了重要的作用。
