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不寻常的环状RNA

时间:2018-05-10      阅读:300

 

癌细胞常因基因组陷入混乱,产生融合蛋白而臭名昭著,两个不相干的基因一旦连接在一起,会呈现出新的有害的功能。这样的基因组混乱到底是如何影响RNA,尤其是广阔而神秘的非编码RNA世界的,很大程度上有待探索。

现在,一个研究小组通过研究一类有趣的非编码RNAs——环状RNAs(circular RNAs)提供了一些早期的答案。研究结果揭示出,就像蛋白质一样,在癌症中环状RNAs也受到基因组重排的影响,导致了异常的融合。并且,这些融合-环状RNAs不仅仅是旁观者;它们似乎促进了肿瘤生长和进展,凸显了它们在疾病中的作用。

调控基因表达假说认为这种ceRNA活性能形成一种大规模转录调控网络,可以扩大人类基因组中的功能性遗传信息。他们认为这种活性通过miRNAs应答元件,可以作为mRNAs转录假基因,以及长链非编码RNAs相互“交流”的新语言。Pandolfi等人也认为ceRNA活性也在病理条件,比如癌症中扮演了重要角色,因此对于解开一些癌症研究之谜具有重要意义。这一假说引起了科学界的巨大轰动。

假基因(Pseudogenes),这一由基因组的2万个蛋白质编码基因衍生而来,现在丧失了蛋白质生成能力的一个长链非编码RNA(lncRNA)子类,长期以来都被视为是基因组的“垃圾”。然而这些在进化过程中保留下的2万个神秘的残余物表明,它们实际上有可能具有一些生物学功能,促进了疾病的形成。2014年Pandolfi领导的一个研究小组提供了*证据证实,这些非编码的“进化残留物”实际上发挥了致癌作用。

2015年9月,专家证实SPOP通过促进ERG癌蛋白泛素化和降解抑制了前列腺癌进展。

癌症实质上是一种基因突变或破碎疾病,因此这促使我们去探究环状RNAs是否像蛋白质一样受到这些染色体断裂的影响。新研究工作为发现更多这样不寻常的RNAs及它们促成癌症的机制铺平了道路,这有可能揭示出与肿瘤进展相关的一些新机制和可用药物控制的信号通路。

就RNA来说,科学家们的世界观正在发生重大的变化。长期被当作仅仅是一种信使,RNAzui*的作用是运送来自基因组的指令到细胞中更遥远的部位,在那里生成蛋白质。然而,仅有2%的基因组会从DNA转录为RNA,随后再翻译成蛋白质。科学家们现在认识到,剩余98%基因组中的大多数(而非全部)——以往被视为无功能的部分事实上转录成为了RNA。这些大量的所谓“非编码RNA”在人类生物学和疾病中所起的作用,现在是一个热点研究领域。

对环状RNAs是否有可能促进了癌症感到好奇,Pandolfi和他的同事着手调查了他们在已知包含不同融合蛋白的肿瘤中能否检测到相关改变,融合蛋白是不同的染色体异常连接在一起,将两个独立的基因融合成一个新的“半人马”样基因而生成的产物。这些染色体易位在各种类型的白血病中常见,因此研究人员检测了两种白血病:急性早幼粒细胞白血病(往往PML和RARα基因之间发生相互易位),和急性髓系白血病(MLL和AF9基因之间发生相互易位)。

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