Nature Communications新基因调控途径——RNA二级结构

科学家们遇到过许多RNA形成双链或二级结构的情况，这种结构在RNA分子的功能中起着至关重要的作用。现在，一组俄罗斯科学家已经发现了成熟RNA的双链片段的作用，并表明RNA遥远部分之间的相互作用可以调节基因表达。这项新研究的结果最近发表在《Nature Communications》杂志上。

　　

对基因调控有一个复杂的理解是分子和细胞生物学的潜在关键。多年来，我们一直被告知DNA是双链的，而RNA是单链的，但最近，新的科学证据正在挑战这些传统观念。科学家们遇到过许多RNA形成双链或二级结构的情况，这种结构在RNA分子的功能中起着至关重要的作用。现在，一组俄罗斯科学家已经发现了成熟RNA的双链片段的作用，并表明RNA遥远部分之间的相互作用可以调节基因表达。这项新研究的发现最近发表在《Nature Communications》杂志上，题为Conserved long-range base pairings are associated with pre-mRNA processing of human genes。

作者写道:“核酸形成双链结构的能力对地球上所有生命系统都是必不可少的。目前关于RNA功能结构的知识主要集中在局部发生的碱基对上。然而，交联和邻位连接技术实验表明，远程RNA结构实际上是非常丰富的。”

这些结构参与调控基因表达，双链区域通常具有特定的功能，如果丢失，可能会导致严重的疾病。粘性互补区域形成双链结构。为了让两条线互相粘在一起，U和G应该分别出现在与A和C相反的位置。大多数粘着区彼此靠近，但那些相距较远的粘着区所起的作用还没有被很好地了解。

作者指出:“我们提供了迄今为止最完整的人类蛋白编码基因保守互补区(PCCRs)目录。PCCRs往往发生在内含子内，抑制介入外显子，并阻碍隐蔽和不活跃的剪接位点。PCCRs的双链结构是由低icSHAPE核苷酸可达性、高丰度的RNA编辑位点和频繁出现分叉的eCLIP峰支持的。带有PCCRs的内含子在响应RNAPII减速时表现出明显的剪接模式，这表明剪接广泛受到协同转录RNA折叠的影响。”

Skoltech生命科学中心(CLS)的科学家们，在Dmitri perouchine博士教授的带领下，以及他们来自俄罗斯和国际实验室的同事们使用分子和生物信息学技术来分析互补RNA区域的结构和作用，这些区域相隔很远，但能够形成二级结构。结果表明，二级结构在携带信息的RNA分子成熟过程中起着重要作用，特别是在剪接过程中，非编码区被切断，编码区被缝合在一起。该研究小组发现，RNA二级结构可以调节剪接，因此对基因调控有很强的作用。

“这篇论文是多年来对RNA二级结构及其在基因表达调控中的作用的研究的高潮。我们已经发布了一份基于计算的潜在重要RNA结构目录，但这个方向的实验研究才刚刚开始。”

“3 '末端序列PCCRs富集提出了一个有趣的假说，即RNA折叠和剪接之间的耦合可以介导pre-mRNA过早切割和聚腺苷酸化的协同转录抑制，”作者总结道。