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IncRNA系列:lncRNA的生物學功能介紹

時間:2021/9/2閱讀:3228
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(一)lncRNA 對于細胞周期及凋亡的調(diào)控作用 

有研究報道,,lncRNA 可以通過調(diào)節(jié)細胞周期和凋亡的方式,來影響細胞的增殖,。例如,,Gas5(growth arrest-specific 5,非編碼 RNA)在細胞周期阻滯的細胞內(nèi)大量集聚,。其發(fā)揮作用的機制是抑制對于糖皮質(zhì)激素敏感的基因表達,,使得細胞發(fā)生凋亡,。Gas5 能與糖皮質(zhì)激素受體上的“糖皮質(zhì)激素反應元件"(glucocorticoid response element,GRE,,該反應元件位于糖皮質(zhì)激素受體的 DNA 結(jié)合結(jié)構(gòu)域內(nèi))相結(jié)合,,通過競爭性抑制的方式抑制由糖皮質(zhì)激素受體誘導的 DNA 轉(zhuǎn)錄反應。

第二個例子是 lincRNA-p21(Long intergenic non-coding RNA-p21),。該分子由 p53 激活并在 p53 信號通路中發(fā)揮重要作用并誘導細胞凋亡,。lincRNA-p21 和 hnRNP-K(heterogenous nuclear  ribonucleoprotein-K)相互結(jié)合,并介導下游 hnRNP-K 的轉(zhuǎn)錄抑制作用,。

第三個被詳細研究的分子是 lncRNA PANDA。lncRNA PANDA 位于 CDKN1A 基因轉(zhuǎn)錄起始位點上游 5kb 處,,它的序列正好和 CDKN1A 的序列互補,。它在 DNA 損傷引起的反應中發(fā)揮了重要的作用。在 DNA 發(fā)揮損傷后,,p53 激活了 CDKN1A,、PANDA 和 lincRNA-p21 的轉(zhuǎn)錄。PANDA 被轉(zhuǎn)錄后,,和轉(zhuǎn)錄因子 NF-YA 相互結(jié)合并抑制凋亡,。PANDA、lincRNA-p21 和 CDNK1A 這三個基因協(xié)同作用,,最終影響了細胞周期阻滯和細胞凋亡,。


(二)lncRNA 對于 mRNA 降解的調(diào)控作用 

mRNA 在細胞內(nèi)的豐度往往決定了蛋白表達的高低(雖然不絕對,但是大多數(shù)情況下如此),。而 mRNA 在細胞內(nèi)的豐度,,通常有兩個方面的原因決定: 

1)轉(zhuǎn)錄的多少; 

2)降解的快慢,。其中,,mRNA 的降解有多條途徑,而 lncRNA 則參與了其中 Staufen 1 介導的 mRNA 降解途徑(Staufen 1-mediated mRNA decay,,SMD),。lncRNA 1/2-sbsRNA(Half-STAU1-binding site RNA)上的 Alu 元件(Alu element)能與 SMD 途徑中的靶分子上的 3'UTR 區(qū)域的 Alu 元件相互結(jié)合,形成完整的 STAU1 (Staufen1)結(jié)合位點(STAU1-binding site),。這個完整的位點激活了 STAU1,,并介導了 STAU 與 mRNA 的結(jié)合。這是一種全新的 mRNA 降解機制,,通過誘導蛋白與 mRNA 結(jié)合并調(diào)控 mRNA 的降解,。


(三)lncRNA 調(diào)控蛋白翻譯 

lncRNA 同樣可以直接調(diào)控蛋白的翻譯。在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)了一條 lncRNA,,它能直接和泛素羧基端水解酶 L1(ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1,,UCHL1)結(jié)合,,通過 SINEB2 重復序列(SINEB2 repeat)的介導,增加 UCHL1 的蛋白合成,。另一個例子是,,BACE-AS (一條 lncRNA 分子)是 BACE1 (β-site APP cleaving enzyme1)分子的反義轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。通過 BACE-AS 與 BACE1 mRNA 序列的互補結(jié)合,,增強了 BACE1 mRNA 的穩(wěn)定性,,增加了 BACE1 蛋白在細胞內(nèi)的表達量,最終參與了阿爾斯海默癥的發(fā)生,。當然,,lncRNA 的作用方式分類方法有很多,上述分類方法是通過 lncRNA 發(fā)揮的功能來進行 分類的,。同樣,,還可以根據(jù) lncRNA 的作用方式來進行分類。


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