作者:Jack D. Keene 来源:《国家科学评论》 发布时间:2014-8-22 11:29:13
选择字号:
深度展望:mRNA转录后整体调控

 

遗传信息由DNA转录为RNA,再翻译为行使功能的蛋白质,这是生命信息表达的中心法则。自发现以来,转录调控在一直是基因表达领域的主要研究对象。而当基因转录后,mRNA分子自身是如何被调控的?RNA结合蛋白及非编码RNA是如何影响mRNA加工、运输、胞内定位以及稳定性?在应激条件或者发育进程中,细胞如何提高RNA调控的效率?

杜克大学医学中心Jack D. Keene教授是研究RNA调控的专家,曾发现并阐明了蛋白的RNA识别模式(RNA Recognition Motif),而携带该模式的蛋白后被证实为最大的RNA结合蛋白家族。该发现对于RNA调控研究具有至关重要的贡献。近期Jack D. Keene教授应邀为《国家科学评论》关于“RNA研究的前沿进展”专题撰稿(http://nsr.oxfordjournals.org/content/current),发表题为“mRNA转录后整体调控”(http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/2/184.full)观点文章,对RNA转录后调控机制的进展进行评述,提出了转录后RNA被其调控子(RNA结合蛋白和/或非编码RNA)整体化调控的概念。

Keene教授指出,在mRNA转录后调控研究的初期,科学家鉴定出了mRNA的顺式及反式调控区域、非编码调控RNA、及一系列RNA结合蛋白,为该领域发展奠定了良好的基石。由于条件所限,初期研究常采用点对点研究模式,如某特定RNA结合蛋白和一个特定的RNA分子之间的相互作用,这虽然可以为生物学现象提供解释,但不足以提供丰富的信息。随着对一些RNA经典元件如AU-rich Element(ARE)、iron response Element的研究深入,视野从单分子拓展到对信号通路的调控,如神经特异性的RNA结合蛋白HuB通过与100多个不同的mRNA分子ARE元件结合,调控神经细胞的增殖及分化;血红素生物合成的重要分子Ferritin、Transferrin Receptor、ALAS合成酶等的mRNA,均含有iron response Element,可被铁调控蛋白协调调控,共同参与血红素生成。特定的RNA结合蛋白可以调控不同的RNA靶标,使细胞应对及适应不同条件,这是转录后RNA整体化调控蓝图的雏形。

Keene教授进而指出,测序技术的迅速发展使整体研究mRNA转录后调控产生了巨大飞跃。研究者建立了RIP-CHIP-SEQ技术来鉴定细胞内整体水平的RBP的RNA靶标,将RNA-蛋白的相互作用的研究提升到整体细胞水平。研究发现:许多RNA结合蛋白的mRNA靶序列不仅具有类似的序列特征,而且在同一个信号通路上或者在同一个大分子复合体中。具有相似功能的mRNA被成组的剪切、运输、稳定、翻译或者降解。每个类型的mRNA在细胞内都有多个拷贝,每个mRNA分子可能被不同功能的调控因子调控,这原则上为细胞提供了更大的转录后调控的弹性空间,使细胞以更经济快捷的方式应对不同生理状况。

最后,Keene教授对该领域尚待解决的问题提出展望及见解。在特定的发育阶段,细胞是如何发出信号实现蛋白-RNA复合物的激活或抑制或解离?如何建立无偏见的蛋白-RNA结合研究体系?如何发展更好的技术手段来区分蛋白-RNA瞬时和稳定的结合?随着技术体系的成熟,越来越多的非编码RNA和RNA结合蛋白被发现,整体RNA 转录后动态调控研究将产生更大的突破。(来源:科学网)

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。
SSI ļʱ
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
自家阳台能种“黄玫瑰”白菜了 捷龙一号火箭首飞送最大民营卫星入轨
SKA望远镜区域数据中心建设 小柯机器人:最新《自然》《科学》精选
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐