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研究發(fā)現(xiàn)RNAi作用新機制可調(diào)控發(fā)育基因

2012-11-21 11:15 閱讀:2257 來源:生物通 作者:網(wǎng)* 責(zé)任編輯:網(wǎng)絡(luò)
[導(dǎo)讀] 這種作用機制是一種保守性的機制,能通過小分子RNAs(siRNAs)指導(dǎo)同源RNA的降解,并促進重復(fù)DNA元件,如著絲粒重復(fù)序列上的異染色質(zhì)組裝。但是我們對于RNAi功能以及內(nèi)源性靶標(biāo)的了解其實還不夠充分

    2009年的Science十大科學(xué)突破之一就是RNAi與異染色質(zhì)形成間的聯(lián)系,其發(fā)現(xiàn)人,美國**癌癥研究院高級研究員Shiv Grewal是這一領(lǐng)域的一位頂級科學(xué)家。曾有科學(xué)家在一次The Scientist雜志專題報道中稱,Grewal在RNAi-表觀遺傳學(xué)-染色質(zhì)生物學(xué)領(lǐng)域是頂級的,是該領(lǐng)域的領(lǐng)頭者。他一直默默地做研究,并不是等RNAi領(lǐng)域變得炙手可熱才來從事相關(guān)的研究工作。

    Grewal研究組曾在Science,Cell和Nature雜志上頻頻發(fā)表研究成果,近期這一研究組又與NEB的莊方雷(音譯)等人合作,發(fā)表了題為“RNAi triggered by specialized machinery silences developmental genes and retrotransposons”的文章,揭示了RNAi作用的一種特殊機制——一種作用機器能誘導(dǎo)RNAi過程,從而沉默發(fā)育基因以及反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,這表明調(diào)控RNAi沉默的分化信號也能調(diào)控發(fā)育基因。

    microRNA(miRNA)是一類大小約22個核苷酸的非編碼小分子RNA,它們能通過與靶mRNA的3'UTR(非編碼區(qū))完全互補導(dǎo)致mRNA降解,或不完全互補結(jié)合阻斷mRNA翻譯。以miRNA為基礎(chǔ)的RNA干擾(RNAi)技術(shù)讓科學(xué)家們掌握了一種人為控制基因表達的手段,也因此RNAi發(fā)現(xiàn)者獲得2006年諾獎。

    這種作用機制是一種保守性的機制,能通過小分子RNAs(siRNAs)指導(dǎo)同源RNA的降解,并促進重復(fù)DNA元件,如著絲粒重復(fù)序列上的異染色質(zhì)組裝。但是我們對于RNAi功能以及內(nèi)源性靶標(biāo)的了解其實還不夠充分,因此還有待進一步探索。

    在這篇文章中,研究人員發(fā)現(xiàn)裂殖酵母的RNAi與異染色質(zhì)作用因子能合作沉默不同的遺傳位點,這些位點包括性分化基因,編碼跨膜蛋白的基因,以及反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,這些元件也會被外源RNA降解機器靶定。如果缺少這些外源作用因子,轉(zhuǎn)錄則會受到RNAi機器的優(yōu)先處理,這表明siRNA會成簇,并且在包含有基因和反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的大型結(jié)構(gòu)域中,對應(yīng)的異染色質(zhì)修飾也會增多。

    研究人員還發(fā)現(xiàn)通過RNAi產(chǎn)生的siRNA和異染色質(zhì)組裝,會受到一種涉及典型poly(A)聚合酶Pla1和相關(guān)RNA監(jiān)測因子Red1的作用機制誘導(dǎo),而這種機制也能激活exosome。

    更重要的是,這些靶位點上siRNA的生成和異染色質(zhì)修飾會受環(huán)境生長條件的調(diào)控,并通過發(fā)育信號,誘導(dǎo)性別分化過程中的基因表達。這些研究數(shù)據(jù)揭示出了RNAi與exosome之間的一種新關(guān)聯(lián)機制,這種機制在果蠅中是保守的,而且這也表明了調(diào)控RNAi沉默的分化信號也能調(diào)控發(fā)育基因。


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