PLoS Genet：揭秘细胞控制基因沉默的分子机制

2021年7月15日 讯 /生物谷BIOON/ --非蛋白编码的小RNAs主要参与到了在染色质水平上控制基因组的通路，在裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）中，小干扰RNAs（siRNAs）是异染色质忠实繁殖的必要条件，而异染色质存在于中心层周围的重复区中；与重复的DNA相反，蛋白质编码基因对siRNA所介导的异染色质的形成并不敏感，除非siRNAs在突变的细胞中进行表达。近日，一篇发表在国际杂志PLoS Genetics上题为“An enhancer screen identifies new suppressors of small-RNA-mediated epigenetic gene silencing”的研究报告中，来自Friedrich Miescher生物医学研究所等机构的科学家们通过研究揭示了细胞控制基因沉默的分子机制。

图片来源：https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1009645

长期以来，非编码RNAs都被认为是垃圾RNA，如今研究人员发现其能作为机体多种细胞过程的重要调节子，包括对基因沉默的控制等；这篇研究报告中，研究人员通过对裂殖酵母进行研究识别出了超过20个突变，其或能促进RNA所介导的基因沉默，相关研究结果或能帮助研究人员理解哪些因素以及这些因素如何保持对基因的沉默。

非编码RNA分子并不是蛋白质合成的基础，而其是在细胞内部执行特殊的功能，与其它因素一起，一些非编码的RNAs就能招募酶类，并在DNA妃子上添加特殊的化学基团或表观遗传学标签，这些表观遗传学修饰通常就会导致靶向性基因的沉默。研究者Yukiko Shimada表示，我们利用遗传筛查和全基因组测序技术相结合获得了相应的数据，同时还识别出20多个酵母基因突变或许参与到了多个过程中，包括DNA转录的调节和蛋白质的转录后修饰。这些突变似乎能使得裂殖酵母中出现RNA介导的表观遗传学基因沉默。

增强子筛选能够识别出突变的等位基因，从而促进小RNA所介导的表观遗传学基因沉默。

图片来源：Yukiko Shimada, et al. PLoS Genetics (2021). DOI:10.1371/journal.pgen.1009645

研究者指出，在裂殖酵母中，遗传改变通常会优先于RNA所介导的表观遗传学基因沉默，这与生物学上的“两面下注”过程是一致的，在这个过程中，有机体会通过牺牲其在正常条件下的生存能力来增加其在不可预测或压力条件下的生存能力；而裂殖酵母或许就是通过获得沉默功能的突变来两面下注，从而适应不断变化的环境。

综上，本文研究结果与抑制小RNA指导的异染色质从头形成的动力学新生转录物处理模型相一致，并未进一步机械性地解析对抗表观遗传学基因沉默的细胞活性奠定了一定的基础。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Yukiko Shimada, Sarah H. Carl, Merle Skribbe, et al. An enhancer screen identifies new suppressors of small-RNA-mediated epigenetic gene silencing, PLOS Genetics (2021). DOI:10.1371/journal.pgen.1009645