環形RNA

環形RNA

環狀RNA(circRNA)是一類特殊的非編碼RNA分子,也是RNA領域最新的研究熱點。與傳統的線性RNA(linear RNA,含5’和3’末端)不同,circRNA分子呈封閉環狀結構,不受RNA外切酶影響,表達更穩定,不易降解。在功能上,近年的研究表明,circRNA分子富含microRNA(miRNA)結合位點,在細胞中起到miRNA海綿(miRNA sponge)的作用,進而解除miRNA對其靶基因的抑制作用,升高靶基因的表達水平;這一作用機制被稱為競爭性內源RNA(ceRNA)機制。通過與疾病關聯的miRNA相互作用, circRNA在疾病中發揮著重要的調控作用。

基本信息

發現

在經典的基因表達模型(中心法則)中,由基因組所編碼的基因腳本以RNA分子的形式表達於每一個細胞中,每一個RNA分子由線性的化學"鹼基"串聯組成。現在是該對基因表達的傳統認知進行修訂的時候了,科學家們在裝滿古怪RNA的匣子中看到最新的玩意:天然生成的環狀RNA分子影響了基因表達。

隨著測序技術的進步,使得生物學家們累積了大量的RNA序列數據集,其中一些來自無尾巴的RNA。2012年,史丹福大學和霍華德休斯醫學研究所的科學家們發表在《PlosOne》的一項研究首次證實在人體細胞的基因表達程式中,環形RNA分子而非線性RNA分子是一個更普遍的特徵。

影響基因表達

同時發表在《自然》(Nature)雜誌上的這兩項研究,揭示出一些環狀RNA充當分子“海綿”,結合併封閉了稱作microRNAs的微小基因調控子。此外,研究人員推測環狀RNA還具有許多其他的功能。研究人員風趣地表示,這些分子構成了一個“隱秘而未知的RNA平行宇宙”。

這一重要發現再次提醒人們:RNA並不僅僅是DNA與編碼蛋白之間的一個平凡信使。在過去的20年裡,研究人員發現了大量的非常規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具有阻止其他RNA鏈翻譯形成蛋白質的功能。

在此之前,環狀RNA一直"飛行於雷達之下",因為從細胞內分離RNA的傳統方法無意中丟棄了這些環狀的分子。而實際上,線性RNA的優勢有可能一直是假象。經典的RNA測序方法只能分離具有特徵性分子“尾巴“的那些分子。環狀RNA的末端連線在一起,缺乏這些尾巴,因此被普遍忽略掉。環狀RNA比之前預想的更為豐富同時可能比之前所想的更為重要。

功能

NF90/NF110對環形RNA表達和病毒免疫功能的調控機制NF90/NF110對環形RNA表達和病毒免疫功能的調控機制
參與抗病毒免疫反應

中科院生化與細胞所2017年6月16日訊息,中國科學家發現人類基因暗物質“環形RNA”的一項新功能。

通過構建全新的環形RNA螢光蛋白報告基因,中科院生化與細胞所的陳玲玲研究員和中科院-馬普計算生物學研究所的楊力研究員率先發現了一系列與環形RNA生成加工等密切相關的蛋白因子,這成為揭開環形RNA功能之謎的關鍵突破。

NF90和NF110是研究人員發現的上述眾多蛋白因子中的兩個。

之前研究發現,在環形RNA兩側的內含子中的互補配對序列,天生相互“吸引”,互補配對,推動還未成熟的環形RNA脫離母體,最終成環、成熟。而此項研究揭示NF90/NF110可以結合上述內含子配對序列,如同給正負極相吸的磁場加上的一道“保險”。如果沒有這道保險,環形RNA的生成就會受到影響。

NF90/NF110也可與成熟的環形RNA結合形成複合物。

當細胞受到病毒感染時,原本位於細胞核的NF90/NF110快速轉運至細胞質,失去“保險”後環形RNA無法正常生成,從而導致細胞內成熟的環形RNA減少。這些重獲自由的NF90/NF110轉而與病毒“對抗”。

所以,環形RNA及其生成過程,通過與NF90/NF110的協調互作,“間接”參與了人體的抗病毒免疫反應。

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們