lincRNA:生命科学研究的明日之星

发布时间:2012-08-09 00:00     文章来源:     作者:


http://www.cell.com/abstract/S0092-8674%2810%2900730-0



    这篇文章研究长链非编码RNA(long/large noncoding RNA)。最被人熟悉的RNA是mRNA,它负责把DNA信息转化为蛋白质,也被称为编码RNA。除此以外的,就是非编码RNA,例如rRNA, tRNA, snRNA, microRNA,它们在蛋白合成、RNA剪切、mRNA降解等重要生物学过程中起重要作用。相比之下,长链非编码RNA的研究就比较少,但最近有升温的迹象。



    这篇文章的出发点是研究P53对“基因间的长链非编码RNA”(large intergenic noncoding RNA,简称lincRNA)的调节。P53基因调节细胞的很多生理学过程,包括细胞凋亡。P53突变在肿瘤中的出现频率非常高,所以也是被热门研究的蛋白。P53是一个转录因子。在这篇文章,作者发现P53可以直接提高一个lincRNA(lincRNA-P21)的含量,然后lincRNA-P21与蛋白hnRNP-K结合,再调节其他基因的表达(如下图)。



 lincRNA-P21与蛋白hnRNP-K调节机制



    这项研究不但增加了对癌基因P53的认识,也拓宽了对长链非编码RNA的了解。也就是说,长链非编码RNA虽然与蛋白质合成无关,但能形成一定的二级结构,并调节蛋白质的活性。这个研究不是孤立的,最近几年,有几篇文章介绍了长链非编码RNA的重要功能。感兴趣的博友可以搜索关键词long/large noncoding RNA,作进一步了解。



    如果说长链非编码RNA很重要,那为什么在几十年的现代生物学研究中都没有引起重视呢?我想这跟技术和思路都有关系。



    在思路上,大家脑子里都有“基因—mRNA—蛋白质—功能”这么一个定势,就有意或无意地忽略了非编码RNA。



    在技术上,长链非编码RNA的功能也很不容被发现。对于蛋白质来说,绝大部分具有重要功能的蛋白质的发现,都归功于遗传--突变的研究。一个蛋白突变了以后,细胞或生物体有表型,就说明这个蛋白质重要,研究者就克隆对应的基因,并进行深入研究。蛋白质具有精确的结构,某一段的氨基酸(组成蛋白质的基本单元)缺失,甚至单个氨基酸的替换,都会改变蛋白质的功能。所以通过遗传学方法,诱导编码基因的微小突变,就能产生功能缺失的蛋白质。但非编码RNA与蛋白质不一样,构成RNA的单元是核苷酸,而在一长串核苷酸当中,与RNA功能相关的核苷酸只占一小部分。也就是说,通过遗传学方法诱变RNA的某些改变,不足以改变它的主要功能。所以,长链非编码RNA很难被传统的遗传学方法发现。即使偶然被发现,也会因为这个区域不编码蛋白质,而被忽略。



    长链非编码RNA引起注意因归功于基因组和基因芯片的研究。通过基因组测序,发现了一些基因编码RNA,但这些RNA不能翻译成蛋白质。此外,目前的基因芯片可以高密度检测所有的RNA,发现了更多被遗漏的非编码RNA,包括长链非编码RNA。



    如果有其他证据提示,某个长链非编码RNA值得研究,那么通过RNA干扰的方法,可以特异地除掉它,并分析其功能。



    对于非编码RNA的研究,microRNA可以说是目前最大的明星,长链非编码RNA可能会成为后起之秀,也有较大的研究空间。



    来源:科学网


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