震驚遺傳界的環(huán)狀RNA
科學家們在裝滿古怪RNA的匣子中看到的玩意:天然生成的環(huán)狀RNA分子影響了基因表達。
在一期(2月27日)《自然》(Nature)雜志上,兩篇重要的研究論文揭示出一些環(huán)狀RNA充當分子“海綿”,結(jié)合并封閉了稱作microRNAs的微小基因調(diào)控子。此外,研究人員推測環(huán)狀RNAs還具有許多其他的功能。其中一篇Nature文章的主要作者、德國Max Delbrück分子醫(yī)學中心系統(tǒng)生物學家Nikolaus Rajewsky說,這些分子構(gòu)成了一個“隱秘的未知RNAs平行宇宙”。
這一發(fā)現(xiàn)再次提醒人們:RNA并不僅僅是DNA與編碼蛋白之間的一個平凡信使。在過去的20年里,研究人員發(fā)現(xiàn)了大量的非常規(guī)RNA。一些長度意想不到的短,一些則長到令人感到驚訝,而另一些則顛覆常規(guī)具有阻止其他RNA鏈翻譯形成蛋白質(zhì)的功能。幾乎所有的RNA都是線性的,為數(shù)不多的關于植物和動物中的環(huán)狀RNAs的記述,也被當做遺傳意外或?qū)嶒炄藶橐蛩囟獾胶鲆暋?/p>
實際,線性RNAs的優(yōu)勢有可能一直是假象。經(jīng)典的RNA測序方法只能分離具有特征性分子“尾巴“的那些分子。環(huán)狀RNAs的末端連接在一起,缺乏這些尾巴,因此被普遍忽略掉。
然而隨著測序技術的進步,使得生物學家們累積了大量的RNA序列數(shù)據(jù)集,其中一些來自無尾巴的RNA。去年,斯坦福大學醫(yī)學院的分子生物學家Julia Salzman和同事們送出了來自這一環(huán)狀宇宙的*份信函。他們報道稱在尋找用傳統(tǒng)方法可能忽視的RNA過程中,發(fā)現(xiàn)了過量的環(huán)狀人類RNAs。當Rajewsky和同事們挖掘環(huán)狀RNA分子的數(shù)據(jù)庫時,他們在線蟲、小鼠和人類中發(fā)現(xiàn)了成千上萬的環(huán)狀RNAs。
Sontheimer說:“這是另一個*的例子,表明一種重要的RNA在雷達下飛行。”
丹麥奧胡斯大學的Thomas Hansen和Jorgen Kjems領導的另一個獨立研究小組完成了第二篇Nature論文研究。這兩篇論文都將焦點放在了由大約1500個核苷酸構(gòu)成的一個環(huán)狀大RNA上,它表達于小鼠和人類的大腦中。研究人員發(fā)現(xiàn)它包含了70個miR-7的結(jié)合位點。MicroRNAs是一些通過結(jié)合和阻止mRNA翻譯阻斷基因表達的短片段RNA。一直以來人們知道,MiR-7的靶標與癌癥和帕金森氏病存在著關聯(lián)。
Hansen研究小組發(fā)現(xiàn)這一環(huán)狀RNA的表達阻斷了miR-7。它使得miR-7活性受到抑制,miR-7靶基因表達增高,研究人員推測這是因為這一RNA環(huán)捕獲和失活了miR-7。Rajewsky研究小組證實,在斑馬魚中表達這一環(huán)狀RNA或敲除miR-7可以改變大腦發(fā)育。
Rajewsky說,環(huán)狀RNAs也可能是細胞外microRNA的海綿。一些有可能具有病毒microRNAs的結(jié)合位點,從而破壞了免疫應答。Rajewsky猜測,環(huán)狀RNA可能甚至與RNA結(jié)合蛋白發(fā)揮了互作。Salzman表示同意:“它們數(shù)量如此的豐富,可能扮演了多種功能角色。”
震驚遺傳界的環(huán)狀RNA