研究人员发现了允许非编码RNA放大蛋白质生产的机制

浦娅勇
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理研综合医学中心和横滨市立大学领导的一个国际团队的科学家发现,理研综合医学中心和横滨市立大学领导的一个国际团队的一对蛋白质科学家发现,一对蛋白质在使一种重要的功能性非编码RNA(称为SINEUPs)工作中起着关键作用。目标信使RNA。SINEUPs是最近发现的一种RNA,专门用于放大信使RNA产生的蛋白质,因此可能对开发一些蛋白质合成不足的疾病的治疗具有重要意义。

虽然曾经认为DNA可以简单地转录成RNA,然后翻译成蛋白质,但现在知道RNA发挥着更复杂的作用。虽然几乎所有的DNA都被转录成RNA,但事实证明只有30%的RNA被翻译成蛋白质。剩下的70%发挥了作用,如增强基因表达、表观遗传调控,以及(对于SINEUPs)通过靶RNA上调蛋白质产生。

目前发表在《核酸研究》上的研究集中在一种叫做SINEUPs的非编码RNA上。这些本质上是“遗传寄生虫”,已经作为重复元素整合到基因组中。虽然已知它们可以放大RNA的活性,但这种活性背后的机制仍然是个谜。

论文通讯作者之一的Hazuki Takahashi表示:“我们想找出SINEUP的作用机制。了解这些RNA是如何工作的将是一个巨大的突破,因为许多疾病是由基因未能产生足够量的某种蛋白质引起的,了解SINEUPs的功能可以为我们提供一种补救措施。”

这个小组确实从他们之前的研究中得到了一些线索。他们指出,SINEUPs只会在靶信使RNA被运输出细胞核并与靶信使RNA一起进入蛋白质产生的胞质溶胶时影响靶信使RNA的效果。

通过一系列涉及天然SINEUP和装载荧光蛋白的人造SINEUP的实验,这种荧光蛋白可以让研究团队检查其运动。他们发现一对名为PTBP1和HNRNPK的RNA结合蛋白与SINEUP相互作用,从而允许其运输,并使他们有可能对信使RNA采取行动。这两种蛋白质非常有趣,因为它们在许多生物功能中协同工作,例如维持细胞的多能性。它们在生物学上也是非常重要的,因为已经证明在小鼠中敲除HNRNPK基因在胚胎中是致命的。

研究小组的负责人、理研综合医学科学中心的皮耶罗卡尼恩奇(Piero Carninci)说:“我们很高兴发现这些结合蛋白在SINEUPs的活动中的作用。因为仰卧起坐专门调节仰卧起坐的能力。根据翻译目标mRNA的需要,它们非常适合于未来增加人类特定蛋白质水平的疗法,这可能具有治疗效果。由一种功能基因拷贝数不足引起的数百种疾病将受益于SINEUPs的治疗:这些疾病被称为单倍体功能障碍的通称。此外,SINEUP具有提高有限抗体药物产量的潜力。理解SINEUPs和其他功能性长非编码RNA的机制是这些RNA在未来用于改善人类健康的非常重要的第一步。”

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