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干货:非编码 RNA 之 lncRNA 基础知识拓展

人阅读 发布时间:2023-11-01 17:26

非编码RNA(Non-coding RNA)是指不编码蛋白质的 RNA。 其中包括 rRNA,tRNA,snRNA,snoRNA 和 microRNA 等多种已知功能的 RNA,还包括未知功能的 RNA。 这些 RNA 的共同特点是都能从基因组上转录而来,但是不翻译成蛋白,在 RNA 水平上就能行使各自的生物学功能。

非编码RNA有以下几类:

本期我们主要聚焦于 lncRNA 的相关基础知识

一、概念:
长链非编码 RNA (lncRNAs):一般是指长度大于 200nt 的 ncRNA。IncRNA 在表观遗传调控、细胞周期调控和细胞分化调控等多种生命过程中发挥重要作用。

二、lncRNA 的生物学发生及定位
 

图片来自:Gene regulation by long non-coding RNAs and its biological functions
NaTure RevIeWS | MOLeCuLAR CeLL BIOLOgy;volume 22 | February 2021 | 97

这张图充分诠释了 lncRNA 的生物学发生及定位:
1、
多数 lncRNA 通过 RNA 聚合酶II转录,此来源的 lncRNA 多富集核内,与其具有特定的 U1 小核 RNA 结合位点及C富集域,可以招募 U1 核糖核蛋白从而与聚合酶II关联,一些异质核糖核蛋白也加强了 lncRNA 的核富集。另外,lncRNA的核富集也与 RNA 结合蛋白如 PPIE 的差异表达有关。当然,顺式作用元件与转录因子的联合作用也会影响 lncRNA 的定位
2、
也有一些 lncRNA 会被剪切并通过 NXF1 释放到胞质,可能还与核糖体的“5’UTR”有关。
3、
还有一些由失调的聚合酶II转录而来的 lncRNA 会留在染色质上,最后被核外泌体降解。
4、
还有一些 lncRNA 会定位到线粒体,可能是由于线粒体核酸内切酶 RMRP 与富含 G 的 RNA 序列结合因子 GRSF1 招募。
5、
各器官也有可能有 lncRNA,如外泌体等。所以 lncRNA 的定位不是唯.一的。

三、lncRNA研究主要方向
1、DNA维度:直接调控下游基因转录;招募转录因子,甲基化酶等修饰DNA序列等,如下图,HOXA的在5’基因簇的顺式作用元件与染色质修饰因子互作,如 HOTTIP 与 WDR5 互作后,靶向到 HOXA 基因并促进 H3K4me3 的甲基化。更多 lncRNA 的作用研究,大家可以去看一下这篇文章哦。
图片来自:Gene regulation by long non-coding RNAs and its biological functions
NaTure RevIeWS | MOLeCuLAR CeLL BIOLOgy;volume 22 | February 2021 | 97
 
2、RNA 维度:mRNA-miRNA-lncRNA/circRNA(ceRNA)
下面这篇文章就涉及了 ceRNA 的相关研究,该文章阐释了 lncSLCO1C1 充当 miRNA 分子海绵,吸附 miR-204-5p 和 miR-211-5p 即与靶基因 SSRP1 竞争性结合 miRNA,引起 SSRP1 表达上升,从而影响下游相关疾病进程。   
图片来自Role of lncSLCO1C1 in gastric cancer progression and resistance to oxaliplatin therapy
Clin. Transl. Med. 2022;12:e691. https://doi.org/10.1002/ctm2.691

3、蛋白维度:翻译
我们对于lncRNA的研究一直聚焦在非编码RNA的功能作用,得益于分子技术的发展,我们发现lncRNA具有多个sORFs,提示具备编码潜力,有可能参与编码短肽。
 

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