Nature:中心法則的“補充”,lncRNA與疾病或具潛在聯繫

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Nature:中心法则的“补充”,lncRNA与疾病或具潜在联系

《轉》譯

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長久以來,學術界已知認為特定基因通過轉錄產生mRNA並繼續翻譯產生蛋白質以對細胞活動乃至機體性狀進行調節與控制。然而,偉大的中心法則事實上並不能涵蓋和解釋所有的生命現象,最近幾年,越來越多的研究闡述著中心法則之外的基因故事。科學家發現即便不通過轉錄與翻譯,某些特殊的DNA片段也能夠通過獨特的方式對疾病的發生產生影響

日本理化學研究所(RIKEN,RIkagaku KENkyusho/Institute of Physical and Chemical Research)領導的FANTOM項目團隊(fantom.gsc.riken.jp)在十年前發現並開創了非編碼RNA研究領域,首次揭示了哺乳動物基因組轉錄過程的複雜性。

十年之中,FANTOM項目團隊繼續著對非編碼RNA起源和功能的研究。

FANTOM對於非編碼RNA的最新研究進展發表在最新一期Nature雜誌上,標題為“An atlas of human long non-coding RNAs with accurate 5′ ends

”。

在這一最新的研究中,FANTOM團隊建立了一個全面的人類非編碼長鏈RNA圖譜,基本對既有的基因表達模型進行了深度的改進,讓其他研究人員能夠更好地對RNA的多樣性與不同功能進行評估。

目前大多數與RNA轉錄圖譜繪製相關的研究相對過分依賴準確度較低的RNA轉錄產物起始或5'端測序。為了克服這個限制,FANTOM團隊使用了一種稱為基因表達Cap分析(CAGE)的新技術。該技術用於構建具有更為精確的5'末端人非編碼長鏈RNA圖譜,可以精確定位相關RNA在基因組中的起始位置。

FANTOM的最新圖譜包含了27,919個非編碼長鏈RNA,首次闡明並總結了它們在主要人類細胞類型和組織上的表達模式。通過該圖譜與基因組遺傳數據的綜合分析,研究人員發現人類基因組中存在的19,175個功能相關非編碼長鏈RNA,這意味著人類基因組內可能存在大約20,000個與蛋白編碼基因同樣會對疾病發生髮展造成影響的非編碼長鏈RNA。

“學界對於我們基因組中數以千計非編碼長鏈RNA存在著激烈的爭論。這些RNA究竟是像蛋白編碼DNA一樣影響著我們的性狀,還是僅僅作為轉錄翻譯的副產物存在於細胞中,一直都是一個令人費解的問題。”文章的作者,RIKEN生命科學技術中心(Center for Life Science Technologies ,CLST)高級訪問學者,西澳大利亞大學哈里珀金斯醫學研究所的Alistair Forrest教授表示。 “通過整合和改進基因的表達模型,結合進化和遺傳研究的相關數據,我們發現

這些非編碼長鏈RNA中的大多數看起來似乎是擁有某些功能的。同時,我們發現其中將近2,000個非編碼長鏈RNA與疾病和其他相關遺傳性狀有著潛在的聯繫。”

“有趣的是,”文章的第一作者,CLST的Chung-Chau Hon博士表示,“我們發現大多數非編碼長鏈RNA似乎是從增強子中轉錄產生的,這一發現加深了我們對非編碼長鏈RNA主要異質起源的理解。”

An atlas of human long non-coding RNAs with accurate 5′ ends. Nature, 2017; DOI: 10.1038/nature21374


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