在過去的幾年里,，全球的研究人員都將對(duì)于非編碼調(diào)控RNA的研究集中在小RNAs上,。研究證實(shí)在幾乎所有的真核模型生物中microRNAs都參與調(diào)控了轉(zhuǎn)錄后基因沉默,。酵母中的小干擾RNA(si RNAs)也被證實(shí)在轉(zhuǎn)錄基因沉默中發(fā)揮了重要作用。
受到這些研究結(jié)果的激勵(lì),，美國(guó)賓州Wistar研究院的Ramin Shiekhattar研究小組從7年前開始在哺乳動(dòng)物系統(tǒng)中尋找調(diào)控轉(zhuǎn)錄的小RNAs,。對(duì)于過去幾年開展的研究工作，Shiekhattar總結(jié)道：“盡管我們很努力地尋找,，然而對(duì)于小RNAs或是在轉(zhuǎn)錄基因沉默中調(diào)控小RNAs作用的結(jié)構(gòu)我們?nèi)灾跎?。近年來一些研究證實(shí)較長(zhǎng)的RNAs與印記和X染色體失活有關(guān)，因而我們決定轉(zhuǎn)而尋找和研究調(diào)控轉(zhuǎn)錄的長(zhǎng)鏈非編碼RNAs,。”
研究人員面臨的第一個(gè)問題就是選擇哪條非編碼RNA進(jìn)行研究,。來自西班牙基因組調(diào)控中心的Roderic Guigo幫助Shiekhattar研究小組設(shè)定了選擇標(biāo)準(zhǔn)。Guigo是DNA元素百科全書協(xié)會(huì)的研究人員,，其主要工作是參與完成GENCODE計(jì)劃,。GENCODE計(jì)劃旨在注釋人類基因組包括蛋白質(zhì)編碼和非編碼位點(diǎn)的所有基因的特征。
2007年,，GENCODE注釋涵蓋了三分之一的人類基因組,，從大約2000個(gè)位點(diǎn)中獲得了3000個(gè)轉(zhuǎn)錄物。現(xiàn)在GENCODE注釋已經(jīng)涵蓋了70%的人類基因組,，其中包含了大約6000個(gè)位點(diǎn)的7000個(gè)長(zhǎng)鏈非編碼RNAs,。預(yù)計(jì)到GENCODE注釋完成時(shí)將擴(kuò)展到大約12000個(gè)非編碼轉(zhuǎn)錄物。
科學(xué)家們首先對(duì)當(dāng)時(shí)掌握的3000個(gè)非編碼轉(zhuǎn)錄物進(jìn)行了篩查,，證實(shí)這些轉(zhuǎn)錄物在不同的組織中表達(dá),。然后研究人員開始著手開展功能的研究。“我原本認(rèn)為這些非編碼RNAs有可能會(huì)對(duì)鄰近的基因產(chǎn)生某種沉默效應(yīng),，”Shiekhattar說,。
研究人員利用siRNAs敲除選擇的非編碼RNAs，然而研究人員發(fā)現(xiàn)在12項(xiàng)試驗(yàn)中有7項(xiàng)的數(shù)據(jù)與他們預(yù)期的相反,，即隨著非編碼RNA減少其鄰近編碼基因的表達(dá)亦減少,，這表明非編碼RNA在此處充當(dāng)?shù)氖窃鰪?qiáng)子而非抑制子。此外研究人員在snail轉(zhuǎn)錄因子家族（在上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮關(guān)鍵作用）附近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非編碼RNA,。研究人員證實(shí)所有受到這個(gè)非編碼RNA調(diào)控的基因同樣受snai1調(diào)控,，表明這個(gè)非編碼RNA是通過snai1轉(zhuǎn)錄因子而發(fā)揮它的功能的,。然而目前Shiekhattar研究小組還無法解析其具體機(jī)制，他們期待能在不久的將來揭開這一謎底,。
Shiekhattar認(rèn)為要確定非編碼轉(zhuǎn)錄物的功能,，還必須獲得更多的生物學(xué)數(shù)據(jù)。例如在基因小鼠中證實(shí)這些分子的重要性,。盡管目前研究人員尚未在疾病中發(fā)現(xiàn)任何相關(guān)的非編碼轉(zhuǎn)錄物異常,，Shiekhattar確信這一現(xiàn)象必然存在。而檢測(cè)它的第一步就是要更深入地觀察編碼這些轉(zhuǎn)錄物基因組區(qū)域以確定是否存在一些染色體斷裂點(diǎn)或疾病相關(guān)的單核苷酸多肽或是拷貝數(shù)變異,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Cell doi:10.1016/j.cell.2010.09.001
Long Noncoding RNAs with Enhancer-like Function in Human Cells
Ulf Andersson ?rom, Thomas Derrien, Malte Beringer, Kiranmai Gumireddy, Alessandro Gardini, Giovanni Bussotti, Fan Lai, Matthias Zytnicki, Cedric Notredame, Qihong Huang, Roderic Guigo, Ramin Shiekhattar.
Highlights
Long noncoding RNAs activate neighboring protein-coding genes
Activating long ncRNAs behave similarly to classically defined enhancer elements
Depletion of Snail1 or its adjacent ncRNA-7a show similar cellular migration defects
Abstract
While the long noncoding RNAs (ncRNAs) constitute a large portion of the mammalian transcriptome, their biological functions has remained elusive. A few long ncRNAs that have been studied in any detail silence gene expression in processes such as X-inactivation and imprinting. We used a GENCODE annotation of the human genome to characterize over a thousand long ncRNAs that are expressed in multiple cell lines. Unexpectedly, we found an enhancer-like function for a set of these long ncRNAs in human cell lines. Depletion of a number of ncRNAs led to decreased expression of their neighboring protein-coding genes, including the master regulator of hematopoiesis, SCL (also called TAL1), Snai1 and Snai2. Using heterologous transcription assays we demonstrated a requirement for the ncRNAs in activation of gene expression. These results reveal an unanticipated role for a class of long ncRNAs in activation of critical regulators of development and differentiation.
