12月23日，中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心 （生物化學與細胞生物學研究所）陳玲玲研究組合作在Nature Review Molecular Cell Biology 在線發(fā)表了題為“Gene regulation by long non-coding RNAs and its biological functions”的綜述文章。該文章系統(tǒng)論述了長非編碼RNA的生成、亞細胞定位、轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平的基因調(diào)控功能與機制，并且探討了長非編碼RNA在疾病發(fā)生發(fā)展中的功能和潛在應用。
長非編碼RNA (long non-coding RNA, lncRNA) 是一類長度大于200個核苷酸但不具備蛋白質(zhì)編碼能力的分子，在真核生物中具有廣泛轉(zhuǎn)錄、種類眾多、功能多樣等特點。該綜述從lncRNA的轉(zhuǎn)錄、加工剪接、定位機制以及不同亞細胞定位的lncRNA功能、調(diào)控機制及潛在應用進行了詳盡總結(jié)。
雖然大多數(shù)的lncRNA由RNA聚合酶II (Pol II) 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，具有多聚腺苷酸的尾巴和m7G帽子結(jié)構(gòu)，但是其加工剪接效率較低，并且呈現(xiàn)出明顯的細胞核定位現(xiàn)象。定位在細胞核的lncRNA，可以與DNA、RNA、蛋白質(zhì)等多種分子相互作用，調(diào)控染色體結(jié)構(gòu)和功能；或者順式或反式調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄，影響mRNA的剪接、穩(wěn)定和翻譯等。一些lncRNA定位在細胞核內(nèi)的無膜亞結(jié)構(gòu)內(nèi)，如核斑 (nuclear speckle)、核旁斑 (paraspeckle)、核內(nèi)應激小體 (nuclear stress body) 等, 參與調(diào)控他們的組裝和功能。剪接加工完全的lncRNA通過與mRNA類似的機制轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)中或其它細胞器內(nèi)。一旦定位在細胞質(zhì)，lncRNA多在轉(zhuǎn)錄后水平反式調(diào)控基因表達，例如調(diào)節(jié)mRNA翻譯和降解等，或參與細胞內(nèi)信號通路的調(diào)控。特殊細胞器定位的lncRNA則可參與細胞器的功能和代謝調(diào)控，如線粒體的氧化反應和穩(wěn)態(tài)平衡等。
最后，文章也詳述了lncRNA在多種病理條件下，包括在神經(jīng)分化、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、造血、免疫反應、癌癥等相關疾病中的重要調(diào)控作用及機制，并對lncRNA作為治療靶標進行了分析和展望。
西班牙納瓦拉大學的Maite Huarte教授和陳玲玲研究員為本文的共同通訊作者，Maite Huarte組博士后Luisa Statello和陳玲玲組博士生郭純潔為本文的共同第一作者。
