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eLife:lncRNA终究还是能编码?

日期:2014-09-23 08:48:40

 

DNARNA到蛋白质是一个漫长的旅程。人类基因组只有2%会最终转变为蛋白,更多序列只是转录成为RNA长非编码RNAlncRNA)就是一种非编码的转录本。

 

近年来lncRNA得到了研究界的广泛关注,人们已经在测序技术的帮助下鉴定了大量lncRNA,但lncRNA的生物学功能依然迷雾重重。

 

西班牙IMIMHospital del Mar Medical Research Institute)和加泰罗尼亚理工大学(UPC)的研究团队最近在eLife杂志上发表研究指出,长非编码RNA在新蛋白演化中起到了重要的作用,它们在细胞中有着不为人知的重要功能。

 

长非编码RNA是指长度超过三百个核苷酸的RNA分子,其上没有编码蛋白的阅读框。在细胞内lncRNA的丰度约占到70%98%,有些lncRNA甚至长达几千bp

 

虽然lncRNA没有编码任何蛋白质,但它们的表达在不同组织和发育阶段依然具有特异性,这说明lncRNA具有重要的生物学意义。绝大多数lncRNA位于细胞核,它们对应的DNA区域有的与蛋白编码基因重叠,有的位于基因之间或者内含子中。

 

由于lncRNA似乎没有承担什么生物学功能,它们曾被认为是一种“进化噪声”。现在西班牙的研究人员通过新测序技术向人们展示,许多这样的转录本也有机会翻译成为蛋白。这一发现旋即引起了激烈的争论。

 

“我们在六个物种中(人类、小鼠、鱼、果蝇、酵母和一种植物)验证了这一结果,许多lncRNA与核糖体关联,似乎随时准备翻译成为蛋白。这说明,lncRNA可以成为新蛋白合成的资源,”Mar Albà教授解释到。

 

这项研究显示,大多数lncRNA是种系特异性的,很少有lncRNA存在于两个以上的物种中。由此可见,这些lncRNA很可能是最近才演化出来的。事实上,lncRNA分子表现出许多与“年轻”基因相似的特性。

 

“新功能性蛋白的出现,是一个反复尝试的过程。因此细胞需要生成大量的转录本,这些转录本不一定都能通过时间的检验。lncRNA与这样的转录本很相符。对近亲物种进行研究,将有助于我们进一步理解新基因的形成机制,鉴定那些可能有功能的转录本。lncRNA表达模式改变与特定疾病的关联,也是一个很有吸引力的研究方向,”Mar Albà总结到。