Sci Rep:miRNA比我们想象的更加复杂
日期:2014-08-12 09:00:12
科学家们发现,人体内的非经典microRNA沉默比人们之前设想的更为普遍,这意味着microRNA的作用应该更为复杂。
MicroRNA(miRNA)通过与各种mRNA 的3´端进行互作,调控蛋白编码基因的表达。这些互作位点与miRNA的头几个核苷酸相匹配,人们将其称为“seed”区域。在碱基配对的基础上,miRNA会使其作用目标降解,或者阻止mRNA翻译出氨基酸序列。正因为有着这样的规则,目前研究者们大多是在寻找能与“seed”区域完美配对的靶标。
八月八日Scientific Reports杂志上发表的一项新研究指出,miRNA的非经典结合其实非常普遍,也就是说miRNA有更广泛的作用目标,既包括蛋白编码区域也包括非编码区域。
“这一发现可以解释,为何人们在将microRNA转化为治疗药物时遇到了困难(从癌症到糖尿病),”文章的资深作者,Thomas Jefferson大学的Isidore Rigoutsos博士说。“我们对于miRNA在机体中的作用机制其实还很不了解。”
这项研究补充了Jefferson团队之前的一些工作,向人们展示了更为复杂的miRNA“靶标组”(targetome),即miRNA的所有目标RNA。“研究显示,即使是那些非常保守的miRNA,在不同生物甚至人体不同组织之间的行为也大相径庭。”
以一个所有脊椎动物都表达的癌症相关miRNA为例,它在小鼠胚胎干细胞中结合九百多个不同的位点,但在小鼠脑细胞中不与任何位点结合,在人类胰腺细胞中只结合25个位点。这说明该分子很可能在不同物种、不同细胞类型之间,承担了各不同而且不相重叠的功能。
研究人员在小鼠和人的七种组织中,对miRNA及其作用靶标进行了研究。他们发现,许多miRNA和靶标都只是粗略的结合,它们并没有形成格式良好的持续性配对,miRNA的seed区域出现了凸起和摆动。此外,miRNA的最佳拍档往往出现在意想不到的位置,比如mRNA转录本的5´非翻译区,或者没有编码蛋白的RNA转录本。
目前绝大多数研究还在针对,miRNA seed区域与mRNA 3´非翻译区域的完美配对。而事实上,还有大量其他的结合位点存在。这说明在人们没有检测到的地方,也发生着miRNA的调控事件。这些事件在不同生物中有着明显的差异,正因如此,对动物有效的miRNA药物常常不能很好的转化到临床上去。
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