Cell：神秘的非编码RNA在基因表达中起重要作用

通过揭示一些难以捉摸的eRNAs，宾夕法尼亚大学的研究人员表明，CBP——激活来自增强子的转录的一种酶，可直接结合eRNAs。这种简单的行为通过调节乙酰化，来控制生物体内的基因表达模式，这种化学标记指导紧密包装在细胞核中的DNA解开，以促进转录。他们的研究结果发表在本周的《Cell》杂志。

　　

生物通报道：在细胞中，DNA被转录成RNA，提供给细胞制造蛋白质的分子配方。大多数的基因组被转录成RNA，但实际上只有一小部分的RNA是来自于基因组中的蛋白质编码区域。延伸阅读：非编码RNA研究不可错过的新工具[新品推荐]；深入研究非编码RNA的新工具；科学家通过多种方法探究长链非编码RNA。

宾夕法尼亚大学Perelman医学院Penn表观遗传学研究所主任Shelley Berger博士说：“为什么非编码区能转录？它们的功能一直是神秘的。”

Berger及其实验室的博士后Daniel Bose博士，研究来自增强子的基因表达调控，是基因组上离蛋白编码区较远的非编码区。增强子可提高附近的蛋白编码基因的基因表达率，所以细胞能够泵出更多所需的蛋白分子。一小部分神秘的非编码RNA，称为增强子RNAs（eRNAs）是从增强子序列转录而来的。虽然这些对于提高基因表达是非常重要的，但是它们是如何实现这一点的，仍然还是完全未知的。

通过揭示这些难以捉摸的eRNAs，他们表明，CBP——激活来自增强子的转录的一种酶，可直接结合eRNAs。这种简单的行为通过调节乙酰化，来控制生物体内的基因表达模式，这种化学标记指导紧密包装在细胞核中的DNA解开，以促进转录。他们的研究结果发表在本周的《Cell》杂志。

Bose说：“我们体内的细胞共享相同的基因和DNA序列，而这些基因表达的方式有所不同。增强子和eRNAs是这个过程的关键。我们的研究显示了一种令人兴奋的新方式，eRNAs通过这种方式产生这些不同的基因表达模式。我们想知道eRNAs是否直接与CBP协作，并想弄清它们是如何做到的。”

采用生化分析，他们发现，CBP结合RNA的区域，也可以调节CBP与化学标志协作的能力。通过结合这个区域，eRNAs可以直接刺激CBPs的乙酰化活性。

Berger说：“在癌症生物学领域中，科学家对增强子和eRNAs的兴趣越来越大，因为有缺陷的增强子可能会导致产生过多或过少的蛋白质，或者会导致编码区被关闭或打开，或在错误的时间制造一个蛋白。”对于“增强子和eRNAs如何发挥功能”了解更多，将对肿瘤学家有帮助，因为最近人类肿瘤的DNA测序表明，与癌症及其他疾病相关的大量基因突变，发生在基因组的增强子区域——而不是蛋白质编码区。

Berger说：“从根本上说，这是一门重要的科学，因为我们发现，在整个基因组和身体中，增强子RNAs对于指导蛋白质的生产有关键作用。我们发现，在整个基因组中，增强子RNAs是与CBP结合的最常见的RNA类型，并且，通过这样的互动，eRNAs对于调节CBP活性和基因表达，起着至关重要的作用。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
RNA Binding to CBP Stimulates Histone Acetylation and Transcription
Summary：CBP/p300 are transcription co-activators whose binding is a signature of enhancers, cis-regulatory elements that control patterns of gene expression in multicellular organisms. Active enhancers produce bi-directional enhancer RNAs (eRNAs) and display CBP/p300-dependent histone acetylation. Here, we demonstrate that CBP binds directly to RNAs in vivo and in vitro. RNAs bound to CBP in vivo include a large number of eRNAs. Using steady-state histone acetyltransferase (HAT) assays, we show that an RNA binding region in the HAT domain of CBP—a regulatory motif unique to CBP/p300—allows RNA to stimulate CBP’s HAT activity. At enhancers where CBP interacts with eRNAs, stimulation manifests in RNA-dependent changes in the histone acetylation mediated by CBP, such as H3K27ac, and by corresponding changes in gene expression. By interacting directly with CBP, eRNAs contribute to the unique chromatin structure at active enhancers, which, in turn, is required for regulation of target genes.