《Cell》揭示基因沉默新機制
日期：2013-05-08 09:47:02
近日來自Wistar研究所的研究人員揭示了，RNA編輯蛋白ADAR1與Dicer結合生成microRNA (miRNA)和siRNA的重要機制。這些RNA種類轉而又在基因調控——沉默或“關閉”特異蛋白質生成中發揮了至關重要的作用。這些研究發現發表在4月25日《細胞》(Cell)雜志上。
研究人員說，非編碼RNA分子可以靶向和調控高達60%的哺乳動物基因。RNA生物學的這一方面對于生命是如此的至關重要，在新研究中Nishikura實驗室闡明了缺乏ADAR1對胚胎小鼠致命的機制。
研究的資深作者、Wistar研究所基因表達和調控計劃Kazuko Nishikura教授說：“我們的數據表明，調控microRNA合成對于生命極其重要。我們已經確定，RNA編輯蛋白ADAR1對這種調控發揮了重要協調作用。在這里我們看到了進化非凡的巧妙性，ADAR1可以與其他酶結合，就像一把分子瑞士軍刀一樣，在RNA功能中發揮不同的作用。”
近年來，研究人員不再只將研究焦點放在遺傳信息的攜帶者——信使RNA（mRNA）上。許多種類的RNA，例如非編碼RNA已被證實在細胞生物學的許多方面擔當著重要的角色。“非編碼RNA不編碼蛋白質，似乎在監督我們的基因組中發揮著顯著且廣泛的作用，”Nishikura說。
自20多年前發現和定義ADAR蛋白家族，Nishikura實驗室一直是RNA生物學研究領域的領導者。ADAR蛋白可準確地編輯RNA分子，改變RNA的堿基使之從A變為I（將RNA的腺苷亞基轉變為肌苷亞基）。A-I改變可顯著地影響生物學功能。例如它通過影響神經遞質產生，可改變大腦的化學物質。
近期的報道稱，ADAR1拮抗了決定RNA沉默基因方式的化學信號通路。而Nishikura發現，與之相反，ADAR1是這一過程的一個重要組成部分。過去的研究表明，ADAR1分子可通過相互結合形成復合蛋白，以一種“二聚體”的形式來發揮RNA編輯作用。而Nishikura證實，單拷貝的ADAR1還可結合Dicer蛋白，眾所周知Dicer蛋白可準確地將RNA分子切割成miRNA。
這種ADAR1-Dicer結合有助于將RNA提供給Dicer酶。此外，ADAR1還有助于將這些新生的miRNAs裝入到RNA誘導沉默復合體(RISCs)中，靶向和消除特定的信使RNA分子，由此阻止特異基因生成蛋白質。
Nishikura 說：“我們基因組中的RNA調控還是一個處于起步階段的研究領域。以這種方式來調控遺傳學，其能力可能是驚人強大和多方面的。因此對于人類醫學，它也是一個有著許多潛在應用的領域。”
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