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多篇文章聚焦RNA与机体健康研究新进展!

来源:本站原创 2019-05-23 22:10

本文中,小编整理了近期科学家们发表的多篇研究报告,共同解析RNA与机体健康之间的密切关联,与大家一起学习!

【1】Cell:我国科学家揭示环状RNA在先天免疫中起着重要作用

doi:10.1016/j.cell.2019.03.046

在真核生物中,共价闭合的环状RNA(circular RNA, circRNA)是由前体mRNA反向剪接数千个基因的外显子产生的。它们通常低水平表达,并经常表现出细胞类型特异性和组织特异性模式。鉴于circRNA的环状构象与线性mRNA对应物的序列重叠,对它们(特别是它们的功能)的研究充满挑战性。

在一项新的研究中,来自中国科学院和上海交通大学的研究人员发现大多数被研究的circRNA倾向于在分子内形成长16~26bp的不完美的RNA双链体(dsRNA)。此外,circRNA优先结合dsRNA激活的蛋白激酶(PKR),并且起着PKR抑制剂的作用。相关研究结果发表在2019年5月2日的Cell期刊上。这项研究还发现circRNA表达失调和PKR激活与一种称为系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)的自身免疫疾病有关。

【2】Cell:环状RNA有望作为癌症生物标志物

doi:10.1016/j.cell.2018.12.021

随着新技术允许科学家们深入研究基因组和外显子组,一类新的称为环状RNA(circular RNA, circRNA)的RNA可能发挥着一种有趣的作用。在一项发表在Cell杂志上的研究中,来自美国密歇根大学的研究人员对多种癌症中的circRNA进行了编目,并进行了初步研究,表明这些稳定的结构可能作为血液或尿液中的癌症生物标志物

circRNA是一种非编码RNA,它们形成闭合的环状结构而不是线性结构。新的RNA测序方法曝光了这些circRNA,但是人们对它们起作用的原因或方式知之甚少。不过它们的稳定结构使得它们成为癌症生物标志物的理想候选对象。

【3】Nat Biotechnol:重大进展!小干扰RNA有望治疗先兆子痫

doi:10.1038/nbt.4297

先兆子痫(preeclampsia)是一种与妊娠有关的高血压疾病;它是无法治愈的,而且也没有足够的治疗选择。患有先兆子痫的女性在怀孕20周左右开始出现高血压和蛋白尿(尿液中存在过量的蛋白)。在严重的情况下,红细胞能够发生破解,血小板计数下降,肝脏和肾脏功能受损,液体能够填充肺部,这会导致呼吸短促并增加母亲和婴儿的风险。在所有怀孕中,先兆子痫发病率为2%~8%,它每年导致10万例早产和1万多例婴儿死亡。这种疾病的唯一治疗方法是婴儿分娩和胎盘排出。

先兆子痫的症状起因于胎盘中发现的一种与血液中异常高水平的蛋白sFLT1相关的缺陷,其中这种蛋白作为一种抑制新血管生长的启动/关闭开关发挥作用。降低循环sFLT1水平被认为是这种疾病的一种有希望的治疗靶标。

【4】Nat Med:重磅!首次发现孤儿非编码RNA竟促进癌症转移,让癌症更为致命性

doi:10.1038/s41591-018-0230-4

科学家们早就知道癌症能够劫持细胞现有的调节通路并将健康细胞转化为致命性的恶性肿瘤。然而,在一项新的研究中,来自美国加州大学旧金山分校的研究人员证实癌症并不仅仅是一个控制细胞管理操作的叛变者,它也是一个聪明的工程师,能够利用细胞中现有的原材料构建全新的促进疾病产生的调节网络。相关研究结果发表在2018年11月的Nature Medicine期刊上。

在研究小RNA(sRNA)---一类调节基因活性但不能编码功能性蛋白的RNA---时,这些研究人员鉴定出在癌细胞中观察到但在健康组织中基本上不存在的候选sRNA分子。更重要的是,这些sRNA分子是这个领域的科学家们之前从未观察到的或描述过的。他们将这些sRNA分子称为孤儿非编码RNA(orphan non-coding RNA, oncRNA)。为了确保oncRNA真正是癌症特有的而不是实验性人工产物,这些研究人员对三种类型的乳腺癌进行了系统性搜索。他们确定了201个在癌症中存在但在正常的乳腺细胞中不存在的oncRNA。

【5】Nature Cell:中美科学家重磅级发现!RNA甲基化修饰或能促进机体学习和记忆过程

doi:10.1038/s41586-018-0666-1

RNA携带着DNA编码的指令片段,其能携带蛋白质的产生从而完成细胞内的工作,但这一过程并不总是简单明了,DNA或RNA的化学修饰会在不改变实际遗传序列的情况下改变基因的表达状况,这种表观遗传学修饰会影响机体许多生物学过程,比如免疫系统反应、神经细胞发育、多种人类癌症甚至肥胖等。

其中很多改变实际上是通过甲基化作用来发生的,甲基化作用即将甲基化基团添加到DNA或RNA分子上,添加甲基基团的蛋白质被称为“书写者”,而移除甲基化基团的蛋白质被称为“橡皮擦”,要使得甲基化能够产生一定的生物学效应,就必须有“解读器”蛋白质来识别这种变化并与之相结合。哺乳动物机体中信使RNA最常见的修饰就是N6-甲基腺苷(m6A)修饰,m6A广泛存在于神经系统中,其能帮助协调多种神经生物学功能,并能通过YTH蛋白家族中的阅读蛋白来发挥作用。

【6】Nat Struct Mol Biol:RNA蛋白网络或能解释为何黑色素瘤进展如此迅速

doi:10.1038/s41594-018-0143-4

远端转移性疾病患者的5年生存率仅为30%左右,皮肤黑色素瘤(cutaneous melanoma)就是导致皮肤癌相关死亡的主要原因,黑色素瘤患者生存率较低的主要原因是选择缺少BRAF突变的患者数量非常有限,以及患者对现有疗法的固有和获得性耐药性,因此研究人员就非常有必要开发出一种新型疗法来消除耐药性的癌细胞或对患者进行靶向治疗(与驱动癌症的突变无关)。

近日,一项刊登在国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上的研究报告中,来自比利时和日本的科学家们通过研究揭示了一种抵御黑色素瘤的新方法,研究者指出,一种名为SAMMSON的黑色素瘤特异性长链非编码RNA能与CARF蛋白相互作用来协调黑色素瘤细胞的细胞质和线粒体中蛋白质的合成,这种机制就能维持细胞生长期间的蛋白质稳态,从而避免诱导细胞死亡。

【7】PNAS:长链非编码RNA或在大脑发育和信号传递过程中扮演关键角色

doi:10.1073/pnas.1722587115

日前,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自斯克利普斯研究所的研究人员通过对发育中大脑细胞的细胞核进行深入研究发现,长链非编码RNAs或许在突触的健康功能及维护上扮演着重要的角色,突触是大脑神经细胞间的连接点。

研究者Sathyanarayanan Puthanveettil博士表示,长链非编码RNAs通常被认为是“基因组中的暗物质”,因此系统性地阐明其功能或能帮助研究人员揭示大脑发育的分子机制,同时还能帮助阐明长期记忆储存的机制,以及老化和痴呆症发生过程中记忆的退化原因。RNA是细胞的重要调节子,其是一种短链的核苷酸,能够转录并且调节DNA的表达,并且翻译成为蛋白质。

【8】Mol Cell:重磅!科学家阐明卫星RNA诱发癌症的分子机制!

doi:10.1016/j.molcel.2018.04.023

一些人家里可能有卫星电视,但我们每个人体内细胞中都存在卫星DNA,在特定类型的癌症中,这些卫星DNA的拷贝(卫星RNAs)的水平会更高,比如乳腺癌和卵巢癌,那么这些卫星RNAs是否会诱发癌症?目前研究人员并不清楚。近日,一项刊登在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中,来自索尔克研究所的研究人员通过对卫星RNAs进行研究发现,一种名为hSATa的特殊类型卫星RNA或许能够通过直接干预细胞中的DNA复制并且损伤DNA修复机制来诱发乳腺癌;相关研究结果表明,靶向作用卫星RNAs或能帮助研究人员开发新型疗法来治疗诸如乳腺癌和前列腺癌等多种癌症的新型疗法。

研究者Tony Hunter表示,这项工作最有意思的一点就是其能够阐明RNA自身在癌症发生过程中也扮演着关键角色,也就意味着,并不是所有癌症都是因为异常蛋白质而引起的,同时这也给予了研究人员对抗癌症的新机会和思路。卫星RNAs是一种短链重复序列,其是来自于染色体中部或末端的DNA的拷贝,这些遗传分子并不会编码蛋白质,而且在成年人机体细胞中非常罕见,然而在恶性肿瘤中却比较常见,卫星RNAs在细胞中占到了所有RNA总量的50%,因此研究人员就想通过研究来阐明卫星RNAs与癌症发生的关系。

【9】Cell Death Differ:p53突变增强乳腺癌进展 环状RNA成克星

doi:10.1038/s41418-018-0115-6

许多类型的癌症中都存在TP53基因的突变,产生TP53突变的蛋白。突变的p53蛋白失去野生型p53的活性,获得了新功能促进恶性肿瘤进展。在缺少野生型p53活性的细胞中,不同的p53突变会获得新功能为细胞带来不同的特性。直接靶向突变p53所产生的不良结果实现对癌细胞生存的抑制是非常困难的。

最近来自加拿大的研究人员利用突变p53无法结合H2AX这一事实找到了一个变通方法,基于此开发了一个新方法抑制突变p53获得的新功能。研究表明环状RNA circ-Ccnb1能够抑制三个p53突变的功能。

【10】EMBO J:谁说非编码RNA没用?这个非编码RNA就控制这大脑早期发育!

doi:10.15252/embj.201798219

一项新研究发现了一个不同寻常的基因对于小鼠大脑发育至关重要。自从2001年首次进行人类基因组测序以来,科学家们一直都对我们的大片DNA感到困惑,尽管它缺乏功能,但是还是被细胞转录成了RNA,但是为什么在不用于生产蛋白质的时候细胞也会产生RNA呢?也许这些所谓的非编码RNAs有关键作用,但是现在还不清楚。

来自巴斯大学、牛津大学和爱丁堡大学的研究人员现在就发现了其中一个非编码RNA(Paupar)可以在生命早期影响健康大脑的发育。他们发现Paupar可以精心安排控制神经发育的蛋白质。他们研究了KAP1,可以编码一个在神经发育过程中预计中基本过程相关的必需蛋白质。KAP1蛋白质是其他几个基因的调节因子,可以使大脑健康发育并分化出几种不同的脑细胞。(生物谷Bioon.com)

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