Cell:“垃圾RNA”的神奇作用——控制细胞应激反应

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年12月19日 来源:生物通

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  来自马萨诸塞州总医院(MGH)的一项研究发现,被认为是无功能的“垃圾”RNA分子有一个神奇的作用:控制细胞应激反应。这一研究结果发表在12月15日的《Cell》杂志,发现两个以前已知抑制基因转录的因子——B2 RNA和EZH2之间一种非常特异性的相互作用,实际上诱导应激反应基因在小鼠细胞中表达。

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生物通报道:来自马萨诸塞州总医院(MGH)的一项研究发现,被认为是无功能的“垃圾”RNA分子有一个神奇的作用:控制细胞应激反应。这一研究结果发表在12月15日的《Cell》杂志,发现两个以前已知抑制基因转录的因子——B2 RNA和EZH2之间一种非常特异性的相互作用,实际上诱导应激反应基因在小鼠细胞中表达。延伸阅读:人类“垃圾RNA”有重要作用——促进翻译Science:“垃圾”RNA编码的重要小蛋白Nature惊人发现:可编码的“垃圾”RNA。 

该论文的资深作者、MGH分子生物学系的Jeannie T. Lee博士称:“EZH2是一个称为多梳抑制复合物2的结构的一部分,该复合物可沉默靶基因。但在该领域的一大悖论是,EZH2存在于活性和非活性的基因的位点上。我们首次证明,EZH2蛋白可以在PRC2复合体以外发挥作用,通过另一种机制激活基因——在这种情况下是通过切割B2 RNA分子,从而激活应激反应的基因。”

实际上,只有不到2%的哺乳动物基因组可编码蛋白质,多年来人们认为非编码DNA是无用的。而一些被翻译成维持和调节细胞功能所必需的RNA分子,如转移RNA和microRNA,大多数非编码RNA是没有功能的。但是最近在小鼠细胞中的研究表明,从B2反转录转座子转录而来的RNA,可与应激基因结合并抑制其转录。

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Lee研究团队之前的研究发现,超过9000个核转录本可与EZH2结合。来自研究的数据还表明,EZH2与一些重复的RNAs相互作用——包括反转录转座子转录的RNA,但当时并不清楚相互关联。目前这项研究的目的是,调查这种关联是否是真实的和功能性的。他们的细胞实验证实,当受到热、切割或切割RNA分子时,EZH2可与B2 RNA结合。B2 RNA的切割——否则它结合并抑制防止热休克所致细胞伤害的基因,可允许这些热休克基因的转录。

哈佛医学院遗传学教授Lee说:“我们的研究结果表明,B2是一个关键的应激反应调节因子,可能在所有类型的细胞中起作用。我们和其他人已经在小鼠中研究了B2细胞,但这些相同类型的短分散核元素是在人类细胞中发现的,在那里它们是完全不同的。虽然人类SINEs是否具有相似的性质仍有待于研究,但是如果确实如此,我也不会感到惊讶。”

未来的研究将调查EZH2被吸引到应激基因以及它如何切割B2 RNA分子的具体机制。由于细胞应激反应,既能防御一些重要的疾病,有时也能诱导治疗——例如,阻断癌细胞的增殖,因此,提高对于应激反应的认识,对人类的健康可能有着重要的意义。

生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:
Destabilization of B2 RNA by EZH2 Activates the Stress Response
Summary:More than 98% of the mammalian genome is noncoding, and interspersed transposable elements account for ∼50% of noncoding space. Here, we demonstrate that a specific interaction between the polycomb protein EZH2 and RNA made from B2 SINE retrotransposons controls stress-responsive genes in mouse cells. In the heat-shock model, B2 RNA binds stress genes and suppresses their transcription. Upon stress, EZH2 is recruited and triggers cleavage of B2 RNA. B2 degradation in turn upregulates stress genes. Evidence indicates that B2 RNA operates as a “speed bump” against advancement of RNA polymerase II, and temperature stress releases the brakes on transcriptional elongation. These data attribute a new function to EZH2 that is independent of its histone methyltransferase activity and reconcile how EZH2 can be associated with both gene repression and activation. Our study reveals that EZH2 and B2 together control activation of a large network of genes involved in thermal stress.

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