综述:长链非编码RNA在DNA损伤应答与基因组稳定性中的机制作用

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Mutation Research - Reviews in Mutation Research 6.4

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  本综述系统阐述了长链非编码RNA(lncRNA)在DNA损伤应答(DDR)中的核心机制,重点揭示了其作为分子支架招募修复蛋白、编码功能性微肽(micropeptides)及调控R-loop稳态的新颖功能,为靶向lncRNA的基因组稳定性调控和肿瘤治疗策略提供了重要理论依据。

  

An introduction to DDR

DNA损伤可由内源性和外源性因素引发。外源性因素包括电离辐射和基因毒性化学物质等环境影响;内源性因素则涉及核苷酸残基的自发性水解和活性氧(ROS)作用。这些因素可导致多种DNA损伤类型,包括碱基修饰、碱基错配、大体积DNA损伤(如嘧啶二聚体和DNA加合物)以及链断裂(如单链断裂和双链断裂)。为维持基因组稳定性,细胞进化出了复杂的DNA损伤应答机制,涵盖DNA修复、细胞周期检查点调控、凋亡诱导和基因表达调控等多个层面。

An introduction to lncRNAs

长链非编码RNA是一类长度超过200个核苷酸且不具备蛋白质编码能力的RNA分子。其生物合成过程与信使RNA(mRNA)高度相似:绝大多数lncRNA由RNA聚合酶II(Pol II)转录合成,通常具有5'端7-甲基鸟苷帽(m7G cap)和3'端多聚腺苷酸尾(poly-A tail)结构。部分lncRNA经过剪接形成多外显子结构,但其剪接效率普遍低于mRNA。根据其基因组定位特征,lncRNA可分为正义链、反义链、双向转录、基因内区和基因间区等多种类型。

LncRNAs participate in DDR

近年研究表明,lncRNA通过多种机制在DNA损伤应答中发挥关键作用。它们通过与RNA、蛋白质等分子相互作用,广泛参与DDR的各个进程。特别值得关注的是两个突破性发现:首先,部分lncRNA含有可编码功能性微肽的小开放阅读框(sORFs),这些微肽能直接参与DDR通路调控;其次,lncRNA通过调节R-loop稳态成为维持基因组完整性的关键机制。具体而言,lncRNA可作为分子支架招募并稳定DNA修复相关蛋白复合物至损伤位点,显著提升修复效率;同时通过竞争性结合DNA修复相关miRNA,解除其对靶基因的抑制,精细调控修复基因表达网络。

Conclusions and perspectives

综上所述,lncRNA在DNA损伤应答中主要发挥促进作用。其机制创新性体现在:分子支架功能精准引导修复蛋白定位;编码微肽拓展了非编码RNA的功能范式;R-loop稳态调控揭示了三维基因组维护新机制。这些发现不仅深化了对基因组稳定性调控网络的理解,更为开发基于lncRNA的肿瘤治疗策略提供了新的靶点方向。未来研究需进一步解析lncRNA二级结构与其功能关联性,并探索其临床转化潜力。

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