近日，來自哥廷根大學(xué)的研究團(tuán)隊提出了一項新發(fā)現(xiàn)，該團(tuán)隊由Heike Krebber博士領(lǐng)導(dǎo)，揭示了雙鏈RNA（dsRNA）在基因表達(dá)過程中具有重要作用。研究表明，反義RNA（asRNA）與信使RNA（mRNA）結(jié)合形成雙鏈RNA，可以優(yōu)先從細(xì)胞核出口到細(xì)胞質(zhì)，從而促進(jìn)基因表達(dá)。簡而言之，在基因表達(dá)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，編碼蛋白質(zhì)的mRNA與非編碼反義RNA結(jié)合，可以加速其輸出。

該研究團(tuán)隊在《自然》雜志上發(fā)表了題為“dsRNA形成導(dǎo)致優(yōu)先核輸出和基因表達(dá)”的文章。文章中指出，反義RNA通過與其正義RNA配對形成雙鏈RNA，借助解旋酶Dbp2加速mRNA的輸出。與單鏈RNA（ssRNA）相比，這些雙鏈RNA由于具有更高的容量和對輸出受體Mex67的親和力，從而在輸出中占據(jù)主導(dǎo)地位。

眾所周知，mRNA在輸出過程中利用了多種分子，例如酵母異二聚體Mex67-Mtr2（或人類的TAP-p15）。在這項研究中，Krebber及其團(tuán)隊通過電泳遷移率變動分析表明，Mex67-Mtr2更傾向并更廣泛地結(jié)合雙鏈RNA，這解釋了其在輸出中的優(yōu)先性。

“我們的發(fā)現(xiàn)揭示了一個新的基因表達(dá)調(diào)控層次，”科學(xué)家們總結(jié)道，“這個機制對于細(xì)胞的有效適應(yīng)尤其重要，并且為優(yōu)先輸出增加了一個新的調(diào)控層次。此外，這也可以解釋為何廣泛的轉(zhuǎn)錄控制基因表達(dá)，以及為何生成大量的反義RNA并輸送到細(xì)胞質(zhì)中。”

非編碼RNA在細(xì)胞中的功能一直是研究人員的一個謎團(tuán)。與編碼RNA不同，非編碼RNA不產(chǎn)生蛋白質(zhì)，但其數(shù)量卻十分龐大。

“在我看來，細(xì)胞生產(chǎn)無用的RNA是不可能的，”哥廷根大學(xué)微生物學(xué)與遺傳學(xué)研究所的分子遺傳學(xué)教授Krebber說道，“這與自然規(guī)律相悖?！?/p>

反義RNA在許多情況下對于細(xì)胞至關(guān)重要，例如，當(dāng)細(xì)胞面臨有害環(huán)境條件或壓力時。此次發(fā)現(xiàn)的基因表達(dá)機制延續(xù)了Krebber團(tuán)隊早先的研究成果，該成果同樣發(fā)表于《自然》雜志，顯示在壓力下激活的mRNA不再受質(zhì)量控制。

關(guān)于反義RNA的新研究結(jié)果解決了一個長期存在的問題，即為何細(xì)胞有時會生產(chǎn)大量反義RNA。“在生物學(xué)上，這一點尤其顯著，因為細(xì)胞在反義RNA生產(chǎn)上消耗了大量能量，”Krebber觀察到。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的機制解釋了細(xì)胞如何能迅速對外部影響作出反應(yīng)，立即大量生產(chǎn)所需的蛋白質(zhì)，以適應(yīng)環(huán)境條件或進(jìn)入特定的發(fā)育階段?！斑@種新的理解，”Krebber宣稱，“將反義RNA帶入了關(guān)于疾病如何發(fā)展及如何對抗它們的研究焦點?！?/p>

參考文獻(xiàn)：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07576-w

編輯：王洪

排版：李麗