综述:RNA相关核凝聚体——细胞核调控RNA的枢纽

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Molecules and Cells 3.7

编辑推荐:

  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。

  

RNA相关核凝聚体:细胞核调控RNA的枢纽

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:

  • XIST(17,000 nt)通过重复序列招募PRC1/2、SPEN等沉默因子,形成巴氏小体(Barr body)以失活X染色体。XIST缺失会导致X连锁基因异常表达,引发发育障碍和癌症。
  • NEAT1_2(23,000 nt)通过三重螺旋结构招募NONO、SFPQ等蛋白形成旁斑核心-壳结构,隔离转录因子和IRAlus-mRNA以调控基因表达。NEAT1在阿尔茨海默病(AD)和肌萎缩侧索硬化(ALS)中异常高表达,可能通过过度滞留RNA导致神经元功能障碍。

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:

  • HSATII在癌症中形成CAST小体,通过MeCP2招募HDAC沉默抑癌基因;
  • HSATIII在热休克时形成核应激小体(nSB),调控应激基因剪接,其异常与神经退行性疾病相关。

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。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号