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特殊RNA或是小胖威利症元凶 沪科学家找出可能病因

时间:2012-10-28 22:09来源:文汇报   作者:未知 阅读:

    婴儿期容易发烧、进食无节制,长大后智力低下、不育——每1.5万人中就可能出现1个患者的染色体疾病小胖威利症,病因何在?这个困扰了医学界多年的问题,最近有了新进展。

    中科院上海生科院生化与细胞所的陈玲玲研究员带领课题组,发现了一种新型长非编码RNA,并通过实验证明,这种RNA的缺失,很可能就是导致小胖威利症的分子“元凶”之一。昨天出版的国际学术期刊《分子细胞》以封面故事发表了这项成果。

    在生命体细胞中,DNA会转录产生RNA——就如电影胶片的原始“拷贝”一般,而通过“后期剪接”等生命活动,就能有选择地将所需的编码信息连接起来,生产具有不同功能的蛋白质。

    以前科学家认为,在剪接过程中去除的非编码“内含子”片段会被核酸酶快速降解,正如被剪去的胶片一样,无用且无需“保存”。可是,陈玲玲研究组却发现了一类新的来源于内含子的RNA,它们能在细胞核中长期、稳定地存在,并行使特殊的职能。

    “我们发现这类RNA的结构很特别,两端都含有小核仁RNA复合物,就像两面盾牌,帮它抵挡住了企图降解它的酶。”陈玲玲介绍,这就使它能稳定地存在。

    这种RNA可以把在细胞核中的“剪接工匠”们——FOX家族蛋白,吸引到自己周围来。“这种‘召集’显然会影响RNA的剪接,进而影响到其它生命分子的形成。”陈玲玲告诉记者,这种RNA大量存在于人的胚胎干细胞中,对生命的早期发育起重要作用。而小胖威利症患者体内,就缺少了这种内含子来源的RNA——早在胚胎发育期,患者体内的一些分子就不断被误“剪接”,才造成了这种奇特的疾病。在此前,科学家只了解到是基因出了问题。

    陈玲玲课题组的研究也得到了中科院计算生物所和美国康涅狄格大学健康中心科学家们的大力支持。

    杂志发表专评指出,这些全新类型长非编码RNA的发现,为人们认识小胖威利综合征的病理提供了新机制。《自然·评论·分子细胞生物学》也将这一发现列为亮点,并以“非编码RNA家族中的新成员”为题,发表了专评。

中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组的最新研究,揭示了一类全新内含子来源的长非编码RNA的产生机制,及其参与剪接调控的重要功能。今天,国际学术期刊《分子细胞》以封面故事发表了他们的相关研究论文。

 

据介绍,几乎所有哺乳动物细胞的基因都由外显子和内含子组成。一般认为内含子没有生物学功能。生化与细胞所的最新研究成果证实了内含子来源的非编码RNA序列既可以在剪接后稳定存在,又可以在细胞中发挥重要的调控作用。

 

科研人员具体阐明了一类双末端都含有小核仁RNA(snoRNA)的内含子序列在剪接发生过程中,可以形成一类新型长非编码RNA,命名为sno-lncRNAs。在人类疾病PWS综合征(又称小胖威利症,一种自一岁左右就开始无节制饮食的遗传性疾病)紧密关联区域,存在五个sno-lncRNAs,它们在人源胚胎干细胞中表达量极高,且异常稳定。功能研究表明,这些sno-lncRNAs可以像“海绵”一样吸附细胞核内的Fox2,调节Fox2在细胞核内的分布,进而影响Fox2对特异mRNA底物的选择性剪接调控。

 

值得一提的是,因PWS综合征的病理机制至今不详,而这些sno-lncRNAs在PWS综合征的人中完全缺失,从而提示这些新的RNA分子可能与PWS综合征的病理发生相关。

 

该工作主要由中科院上海生科院生化与细胞所研究生殷庆飞等与计算生物所研究员杨力、美国康涅狄格大学健康中心教授Gordon Carmichael合作完成。这一研究成果揭示了哺乳动物细胞中存在着内含子来源的、具有重要生物学功能的新型长非编码RNA(sno-lncRNAs),从而丰富了人们对真核细胞转录组表达调控多样性的认识。

(责任编辑:泉水)
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