震驚遺傳界的環(huán)狀RNA
科學(xué)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(dá)。
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(dāng)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(xué)中心系統(tǒng)生物學(xué)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(guān)于植物和動物中的環(huán)狀RNAs的記述，也被當(dāng)做遺傳意外或?qū)嶒?yàn)人為因素而遭到忽視。
實(shí)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(shù)的進(jìn)步，使得生物學(xué)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(xué)醫(yī)學(xué)院的分子生物學(xué)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(bào)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(dāng)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(dá)下飛行。”
丹麥奧胡斯大學(xué)的Thomas Hansen和Jorgen Kjems領(lǐng)導(dǎo)的另一個獨(dú)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(diǎn)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(dá)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(diǎn)。MicroRNAs是一些通過結(jié)合和阻止mRNA翻譯阻斷基因表達(dá)的短片段RNA。一直以來人們知道，MiR-7的靶標(biāo)與癌癥和帕金森氏病存在著關(guān)聯(lián)。
Hansen研究小組發(fā)現(xiàn)這一環(huán)狀RNA的表達(dá)阻斷了miR-7。它使得miR-7活性受到抑制，miR-7靶基因表達(dá)增高，研究人員推測這是因?yàn)檫@一RNA環(huán)捕獲和失活了miR-7。Rajewsky研究小組證實(shí)，在斑馬魚中表達(dá)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(xì)胞外microRNA的海綿。一些有可能具有病毒microRNAs的結(jié)合位點(diǎn)，從而破壞了免疫應(yīng)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。”
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