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    武大生科院教授最新Nature子刊文章:填補miRNA加工

    2018-09-20 15:45 admin

    來自武漢大學生科院,加州大學圣地亞哥分校等處的研究人員發表了題為“NEAT1 scaffolds RNA-binding proteins and the Microprocessor to globally enhance pri-miRNA processing”的文章,報道了一種新型的“鳥巢”模型,指出了NEAT1,以及NONO-PSF異二聚體在miRNA加工成熟中的關鍵作用。

    這一研究成果公布在8月28日的Nature Structural & Molecular Biology雜志上,文章的通訊作者為武漢大學生科院付向東教授,以及周宇教授。付向東教授是國際RNA和RNA結合蛋白領域的知名學者,是利用RNA高通量測序技術及生物信息學分析方法系統地研究RNA及其結合蛋白生物功能的先驅,對RNA結合蛋白和非編碼RNA的研究做出了卓越的貢獻。

    人體的基因表達是一個復雜的過程,那么多的基因不可能都總是持續表達。指揮基因表達的功臣之中就包括幾種RNA分子。MicroRNA(miRNA)是一類真核生物內源性的小分子單鏈RNA,它是一種古老的、生死攸關的基因調節因素,30-60%的哺乳動物蛋白質編碼基因都受miRNA的調控(主要是基因沉默調控)。與靶mRNA特異性的堿基配對,引起靶mRNA的降解或抑制其翻譯,從而調控基因表達。近年來,已經在動物和植物中發現了上百種miRNA ,人類細胞內有超過2000條miRNA,控制著細胞的生老病死。這些miRNA長約18-25nt(核苷酸),從60-200nt的具有發卡狀結構的前體中被切割出來后方能成熟。

    MiRNA生物合成受到多種RNA結合蛋白(RBP)的調節,但在大多數情況下,RBPs似乎只能影響一小部分靶標miRNA的加工。這是為什么呢?在這篇文章中,研究人員發現RNA結合NONO-PSF異二聚體能與HeLa細胞中大量pri-miRNA結合,從而全面的增加了pri-miRNA通過Drosha-DGCR8微處理器進行加工的過程。

    在動物細胞中,miRNA基因的轉錄初產物(primary miRNAs ,pri-miRNAs)很快被核糖核酸酶DROSHA加工成為miRNA前體(pre-miRNA)。也就是說miRNA的成熟需通過DROSHA的加工剪切,而NONO和PSF也是

    證明,NEAT1也在pri-miRNA加工過程中扮演了重要的角色;從機制上來說,NEAT1與NONO-PSF異二聚體,以及許多其他RBP相互作用,NEAT1中的多個RNA片段(包括3'末端附近的“偽pri-miRNA”)有助于吸引微處理器。

    這些研究發現指出了一種新型的“鳥巢”模型,即一種lncRNA能協調細胞核內一整個小型非編碼RNA的有效處理。NEAT1不僅參與了miRNA的加工過程,而且也可作為對抗癌癥的一個潛在治療靶標。魯汶大學的研究人員發現NEAT1對于高度分裂的細胞的生存——特別是癌癥細胞,扮演著一個重要的角色。研究人員發現作為一個非編碼RNA,NEAT1并不能翻譯成蛋白質。然而,它確實有助于形成“paraspeckles”,也就是存在于癌細胞的細胞核中的亞核粒子。這些粒子的作用仍然是模糊不清的。雖然通過進化是高度保守的,但NEAT1對于正常胚胎發育和成年生活似乎是可有可無的,因為缺乏NEAT1的小鼠是可存活的和健康的。