RNA序列识别长非编码RNA作为炎症的关键调节因子。

RNA序列

新的发现增加了越来越多的证据,以前被排除的“垃圾DNA”实际上产生了具有重要调节功能的RNA分子。

科学家们发现了一种RNA分子,它具有广泛的调节身体对感染和损伤的炎症反应的能力。称为lincrna-cox2,它属于最近发现的,一类非常丰富的RNA,其功能刚刚开始被理解。

人类基因组测序显示,染色体中只有一小部分DNA包含编码蛋白质制造指令的基因。这些基因被转录成信使RNA,它指导蛋白质的合成,这些蛋白质在细胞中执行各种功能。其余的基因组,其中98%左右,有时被称为基因组的“暗物质”,或被称为“垃圾DNA”。

在过去的十年里,然而,新的RNA测序技术已经发现,大部分基因组被转录成不同类型的非编码RNA分子。长基因间非编码RNA(lincrna)是这些RNA中最大的一类。

“我们现在知道大约16000个长的非编码RNA,大约和蛋白质编码基因一样多,但是我们知道其中不到百分之一的功能,”苏珊·卡彭特说,助理教授分子的,加州大学圣克鲁斯分校的细胞与发育生物学.

卡彭特的实验室对lincrnas如何控制炎症过程感兴趣。新研究11月6日出版细胞报告,表明lincrna-cox2以几种不同的方式调节炎症和其他免疫系统反应相关基因的活性。

炎症基因

炎症是身体对感染和损伤反应的正常部分,但未解决或慢性炎症与各种疾病有关。lincrna-cox2因其在基因组中与一个名为cox2的基因相似而得名。卡彭特称之为“体内最重要的炎症基因”。布洛芬,和其他非甾体抗炎药(NSAIDs)通过抑制由该基因编码的cox2酶来减少炎症。

这项新研究的主要发现之一是lincrna-cox2调节了邻近基因的活性。促进酶的产生。卡彭特的研究小组发现,在缺乏lincrna-cox2基因的小鼠中,cox2酶的水平比正常小鼠低70%到80%。

但cox2并不是lincrna-cox2调控的唯一基因。它还影响散布在整个基因组中的基因的表达,这些其他的基因在感染的先天免疫反应中很重要。lincrna-cox2可以抑制某些基因,增强其他基因的表达。卡彭特实验室和其他人以前的研究表明,这些作用在细胞培养中,但这项新的研究使用基因改造的小鼠来梳理lincrna-cox2对邻近cox2基因和活动物其他免疫系统基因的影响。

“我们现在制作的动物模型显示,lincrna-cox2在整个有机体中很重要,卡彭特说:“这可能是第一个展示Lincrna不仅控制邻近基因,还控制其他基因的例子。”

病毒感染

lincrna-cox2的功能之一是抑制一些在病毒感染的先天免疫反应中起重要作用的基因的表达。“你想让那些基因在你感染的时候启动,但是当它们在没有感染的情况下被打开时,它与狼疮等自身免疫性疾病有关,”卡彭特说。

卡彭特的研究小组还利用小鼠模型研究了lincrna-cox2在不同组织中的表达。他们发现,例如,在肺组织中高度活跃,这表明它可能在呼吸道感染中起作用。在今后的工作中,研究人员计划仔细观察特定细胞类型中lincrna-cox2的活性。

“这个领域太新了,起初有很多人怀疑,但是我们现在看到这些lincrna非常重要,”卡彭特说。“细胞制造一种能制造蛋白质的RNA所需的能量更少,所以很多调节分子都是RNA是有道理的。”

医学研究人员渴望了解这些非编码RNA分子的功能。随着基因组测序的爆炸式增长,生物医学科学家进行了许多全基因组关联研究(GWAS),以确定与疾病相关的遗传变异。但在这些研究中发现的大多数与疾病相关的遗传变异并不存在于蛋白质编码基因中。

卡彭特说:“事实证明,97%的基因位于基因组的非编码区域。”“这就是为什么人们对这些非编码RNA基因如此感兴趣的原因之一。”

源-加州大学圣克鲁兹分校

埃林河鲁滨孙埃克Shapleigh B林恩JL凯瑟琳AFitzgerald KA木匠(2018) 遗传模型揭示了lincrna-cox2的顺式和反式免疫调节活性。. 细胞代表[印刷前电子版]。[ 文章]

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