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    IncRNA系列:lncRNA的生物学功能介绍

    发布时间: 2021-09-02  点击次数: 850次

    (一)lncRNA 对于细胞周期及凋亡的调控作用 

    有研究报道,lncRNA 可以通过调节细胞周期和凋亡的方式,来影响细胞的增殖。例如,Gas5(growth arrest-specific 5,非编码 RNA)在细胞周期阻滞的细胞内大量集聚。其发挥作用的机制是抑制对于糖皮质激素敏感的基因表达,使得细胞发生凋亡。Gas5 能与糖皮质激素受体上的“糖皮质激素反应元件"(glucocorticoid response element,GRE,该反应元件位于糖皮质激素受体的 DNA 结合结构域内)相结合,通过竞争性抑制的方式抑制由糖皮质激素受体诱导的 DNA 转录反应。

    第二个例子是 lincRNA-p21(Long intergenic non-coding RNA-p21)。该分子由 p53 激活并在 p53 信号通路中发挥重要作用并诱导细胞凋亡。lincRNA-p21 和 hnRNP-K(heterogenous nuclear  ribonucleoprotein-K)相互结合,并介导下游 hnRNP-K 的转录抑制作用。

    第三个被详细研究的分子是 lncRNA PANDA。lncRNA PANDA 位于 CDKN1A 基因转录起始位点上游 5kb 处,它的序列正好和 CDKN1A 的序列互补。它在 DNA 损伤引起的反应中发挥了重要的作用。在 DNA 发挥损伤后,p53 激活了 CDKN1A、PANDA 和 lincRNA-p21 的转录。PANDA 被转录后,和转录因子 NF-YA 相互结合并抑制凋亡。PANDA、lincRNA-p21 和 CDNK1A 这三个基因协同作用,最终影响了细胞周期阻滞和细胞凋亡。


    (二)lncRNA 对于 mRNA 降解的调控作用 

    mRNA 在细胞内的丰度往往决定了蛋白表达的高低(虽然不绝对,但是大多数情况下如此)。而 mRNA 在细胞内的丰度,通常有两个方面的原因决定: 

    1)转录的多少; 

    2)降解的快慢。其中,mRNA 的降解有多条途径,而 lncRNA 则参与了其中 Staufen 1 介导的 mRNA 降解途径(Staufen 1-mediated mRNA decay,SMD)。lncRNA 1/2-sbsRNA(Half-STAU1-binding site RNA)上的 Alu 元件(Alu element)能与 SMD 途径中的靶分子上的 3'UTR 区域的 Alu 元件相互结合,形成完整的 STAU1 (Staufen1)结合位点(STAU1-binding site)。这个完整的位点激活了 STAU1,并介导了 STAU 与 mRNA 的结合。这是一种全新的 mRNA 降解机制,通过诱导蛋白与 mRNA 结合并调控 mRNA 的降解。


    (三)lncRNA 调控蛋白翻译 

    lncRNA 同样可以直接调控蛋白的翻译。在小鼠模型中发现了一条 lncRNA,它能直接和泛素羧基端水解酶 L1(ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1,UCHL1)结合,通过 SINEB2 重复序列(SINEB2 repeat)的介导,增加 UCHL1 的蛋白合成。另一个例子是,BACE-AS (一条 lncRNA 分子)是 BACE1 (β-site APP cleaving enzyme1)分子的反义转录产物。通过 BACE-AS 与 BACE1 mRNA 序列的互补结合,增强了 BACE1 mRNA 的稳定性,增加了 BACE1 蛋白在细胞内的表达量,最终参与了阿尔斯海默症的发生。当然,lncRNA 的作用方式分类方法有很多,上述分类方法是通过 lncRNA 发挥的功能来进行 分类的。同样,还可以根据 lncRNA 的作用方式来进行分类。


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