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      1. 021-67658806

        技術專題

        揭示lncRNA在調節細胞過程中發揮重要功能


        在一項新的研究中,來自美國、日本和意大利的研究人員揭示出長鏈非編碼RNA(lncRNA)可能在以一種組織特異性的方式控制細胞組分中發揮著至關重要的作用。這項新研究指出一種lncRNA在協助與肌肉再生和癌癥相關的控制過程中發揮著關鍵性作用。相關研究結果于2016年12月26日在線發表在Nature期刊上,論文標題為“mTORC1 and muscle regeneration are regulated by the LINC00961-encoded SPAR polypeptide”。

        lncRNA似乎是以類似于編碼蛋白的mRNA那樣由我們的DNA通過轉錄而產生的,但是不能夠翻譯為蛋白。盡管lncRNA分子并不產生相應的較長的蛋白,但是研究人員想知道這些lncRNA分子中的一些是否可能含有能夠編碼非常短的蛋白或者說多肽的序列片段。

        論文通信作者、美國貝斯以色列女執事醫療中心(BIDMC)癌癥研究所主任Pier Paolo Pandolfi博士說,“這些小分子的隱藏的多肽確實是有功能的,還是代表著細胞內的‘翻譯噪聲’仍然是相對不清楚的。我們的團隊著手試著理解lncRNA分子在多大程度上可能確實編碼功能性的多肽,以及這些多肽可能發揮多大的重要作用?!?br style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(37, 37, 37); font-family: 微軟雅黑, "microsoft yahei", Arial, sans-serif; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255);">
        研究人員通過計算分析預測可能由已知的lncRNA分子編碼的潛在多肽,然后他們利用質譜確定這些候選的多肽是否確實是由lncRNA分子表達的。Pandolfi解釋道,“利用這種方法,我們實際上鑒定出很多表達的隱藏多肽,并且接下來特別地描述了一種lncRNA?!边@種特定的lncRNA被稱作LINC00961,編碼一種長90個氨基酸的多肽。

        多種分子和生化實驗揭示出LINC00961編碼的多肽在調節mTORC1蛋白復合物的活性中發揮著重要作用,其中mTORC1蛋白復合物是細胞內的一種關鍵性的營養獲得性傳感器。這種復合物也調節包括翻譯、代謝、細胞生長和增殖在內的多種細胞過程,因而它的功能發生變化能夠導致癌癥等疾病。鑒于LINC00961編碼的多肽似乎特異性地阻斷mTORC1感知氨基酸刺激的能力,研究人員將這種lncRNA編碼的多肽命名為SPAR(Small regulatory Polypeptide of Amino acid Response, 小調節性的氨基酸反應多肽)。

        Pandolfi和他的團隊發現這種編碼SPAR的lncRNA在包括肌肉在內的多種組織中高度表達。在小鼠體內開展的實驗表明通過它對mTORC1的影響,SPAR多肽有助調節肌肉在損傷后進行再生和修復的能力。特別地,在肌肉損傷后,阻斷小鼠體內的LINC00961表達會導致SPAR水平下降和mTORC1活性最大化,從而促進組織再生。

        論文第一作者、BIDMC癌癥中心研究員Akinobu Matsumoto博士說,“我們采用的這種實驗性方法允許我們消除SPAR多肽的產生,同時維持這種宿主lncRNA的表達。我們能夠將這種功能歸結于這種lncRNA的編碼功能而不是它可能也擁有的非編碼功能?!?br style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(37, 37, 37); font-family: 微軟雅黑, "microsoft yahei", Arial, sans-serif; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255);">
        這些研究結果提示著lncRNA可能具有多種作用和功能。盡管lncRNA可能并不編碼大分子蛋白,但是它們可能產生能夠微調關鍵性的細胞組分活性的小分子多肽。

        鑒于mTORC1復合物經常在癌癥等疾病中被解除控制,研究人員如今正在試圖確定SPAR是否能夠影響mTORC1的其他細胞功能。

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