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    我国科学家揭示反义核糖体小干扰RNA的新功能

    日期 2018-10-24   来源:生命科学部   作者:王璞玥 李硕 冯雪莲  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金重大研究计划项目“基因信息传递过程中非编码RNA的调控作用机制”(批准号:91640110)等资助下,中国科技大学光寿红教授课题组发现一系列新的risiRNA(antisense ribosomal siRNA,反义核糖体小干扰核糖核酸)抑制因子,并揭示错误的核糖体RNA可以导致合成新的risiRNA,从而维持细胞内核糖体RNA的稳态,使生物体得以调节自身生长发育速率以适应细胞内基因突变和环境压力。研究成果以“Erroneous Ribosomal RNAs Promote the Generation of Antisense Ribosomal siRNA”(错误核糖体RNA导致反义核糖体小干扰RNA生成)为题,于2018年9月17日在Proceedings of the National Academy of Sciences (PANS《美国科学院院刊》)上发表。论文链接: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1800974115

      哺乳动物生长细胞中总RNA(核糖核酸)大约有80%为rRNA(核糖体RNA),另外15%为tRNA(转运RNA), 编码蛋白的mRNA(信使RNA)仅占很小一部分。rRNA作为一类重要非编码RNA,作为细胞内含量最高的RNA组分,同时也是细胞内蛋白质翻译机器主要组成成分。核糖体RNA的转录、加工与代谢是由一系列极其复杂的生物化学反应所组成,同时还需要监控和调节系统,以共同维持细胞内核糖体RNA的稳态。

      光寿红教授课题组长期以线虫为模式动物,从事非编码小RNA的表达与加工相关研究工作,在重大研究计划资助下,曾首次报道了核酸外切酶发生突变或者当线虫受到外界环境胁迫之后,细胞内会大量生成反义核糖体小干扰risiRNA(Nat. Struct. Mol. Biol. 2017)。在上述研究基础之上,他们进一步利用正向遗传筛选和反向遗传筛选,发现了一系列新的risiRNA抑制因子,并发现错误的核糖体RNA可以导致合成新的risiRNA。

      这些研究提示在RNA表达谱分析中,rRNA相关序列值得认真分析,而不应像以往作为实验过程中的降解产物和垃圾序列而被忽略,或者通过实验方法被去除掉。此外,本项研究成果首次发现小干扰RNA可以在核仁中通过细胞核RNA干扰通路调控pre-rRNA的表达,揭示了一个新的小干扰RNA介导的rRNA表达和稳态调控机制,为核糖体RNA调控机制的研究提供了新的视角,同时也为小RNA领域开辟了一个新的研究方向。

    图. rRNA加工与修饰的错误导致risiRNA产生,从而负反馈抑制错误rRNA的积累。




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