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综述:RNA相关核凝聚体——细胞核调控RNA的枢纽
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Molecules and Cells 3.7
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这篇综述深入探讨了非编码RNA(ncRNA)通过液-液相分离(LLPS)形成核凝聚体的分子机制及其在基因调控和疾病中的作用,重点解析了XIST、NEAT1等支架RNA与含固有无序域(IDR)的RNA结合蛋白(RBP)的协同作用,为癌症、神经退行性疾病等提供了新的治疗靶点。
Abstract
非编码RNA(ncRNA)通过调控染色质结构和基因表达参与细胞过程与应激响应。近年研究发现,ncRNA功能与RNA介导的核凝聚体密切相关——这类无膜细胞器通过液-液相分离(LLPS)形成,为基因组组织和转录调控提供特化微环境。核凝聚体紊乱与神经退行性疾病、癌症等密切相关。高分辨率显微技术和测序技术揭示了核凝聚体的亚结构及其RNA-蛋白质互作网络,证实ncRNA可作为支架招募含IDR的RBP,触发LLPS并形成功能凝聚体。
Introduction
生物分子凝聚体是通过LLPS形成的动态无膜区室,通过浓缩特定分子促进生化反应。在细胞核中,核仁、核斑(nuclear speckles)和旁斑(paraspeckles)等凝聚体协调DNA组织、RNA转录及转录后调控。例如,旁斑通过隔离含反向Alu重复(IRAlus)的mRNA实现基因沉默。核凝聚体功能紊乱可导致癌症、神经退行性疾病和发育障碍,凸显其在维持细胞稳态中的关键作用。
RNA-associated nuclear condensates and their core structural RNAs
Long noncoding RNAs
长链非编码RNA(lncRNA)如XIST和NEAT1是核凝聚体的核心支架:
Small nuclear RNA and mRNA
核斑富含小核RNA(snRNA)和pre-mRNA,储存剪接 machinery(如U1/U2 snRNP)。组蛋白基因座小体(HLB)依赖U7 snRNA加工组蛋白pre-mRNA,其破坏会导致细胞周期异常和白血病。
Satellite repeat RNAs
卫星重复RNA如HSATII和HSATIII在应激下激活:
Orphan nuclear condensates
如Sam68核小体(SNB)和CS小体依赖未知RNA维持结构,可能通过MIAT lncRNA参与RNA加工。
IDRs and RNAs in nuclear organization
含IDR的RBP(如FUS、SFPQ)通过多价相互作用触发LLPS。例如,NEAT1通过IDR介导的蛋白互作形成液滴,而RNA二级结构(如G4四链体)增强相分离效率。
Future perspectives
APEX标记和超分辨显微技术将揭示孤儿凝聚体的RNA组分。增强子RNA(eRNA)和环状RNA(circRNA)可能通过LLPS调控转录凝聚体,为疾病治疗提供新靶点。
Conclusion
RNA通过序列互补性和IDR介导的相互作用驱动核凝聚体形成,在基因调控和疾病中发挥核心作用。未来研究需进一步解析其分子机制及治疗潜力。
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