有研究报道,lncRNA可以通过调节细胞周期和凋亡的方式,来影响细胞的增殖。
例如,Gas5(growth arrest-specific 5,非编码RNA)在细胞周期阻滞的细胞内大量集聚。其发挥作用的机制是抑制对于糖皮质激素敏感的基因表达,使得细胞发生凋亡。Gas5能与糖皮质激素受体上的“糖皮质激素反应元件”(glucocorticoid response element,GRE,该反应元件位于糖皮质激素受体的DNA结合结构域内)相结合,通过竞争性抑制的方式抑制由糖皮质激素受体诱导的DNA转录反应。
第二个例子是lincRNA-p21(Long intergenic non-coding RNA-p21)。该分子由p53激活并在p53信号通路中发挥重要作用并诱导细胞凋亡。lincRNA-p21和hnRNP-K(heterogenous nuclear ribonucleoprotein-K)相互结合,并介导下游hnRNP-K的转录抑制作用。
第三个被详细研究的分子是lncRNA PANDA。lncRNA PANDA 位于CDKN1A基因转录起始位点上游5kb处,它的序列正好和CDKN1A 的序列互补。它在DNA损伤引起的反应中发挥了重要的作用。在DNA发挥损伤后,p53激活了CDKN1A、PANDA和lincRNA-p21的转录。PANDA被转录后,和转录因子NF-YA相互结合并抑制凋亡。PANDA、lincRNA-p21和CDNK1A这三个基因协同作用,最终影响了细胞周期阻滞和细胞凋亡。
(二)lncRNA 对于mRNA降解的调控作用
mRNA 在细胞内的丰度往往决定了蛋白表达的高低(虽然不绝对,但是大多数情况下如此)。而mRNA 在细胞内的丰度,通常有两个方面的原因决定:
1)转录的多少;
2)降解的快慢。
其中,mRNA的降解有多条途径,而lncRNA则参与了其中Staufen 1 介导的mRNA降解途径(Staufen 1-mediated mRNA decay,SMD)。lncRNA 1/2-sbsRNA(Half-STAU1-binding site RNA)上的Alu 元件(Alu element)能与SMD途径中的靶分子上的3'UTR 区域的Alu 元件相互结合,形成完整的STAU1 (Staufen1)结合位点(STAU1-binding site)。这个完整的位点激活了STAU1,并介导了STAU与mRNA的结合。这是一种全新的mRNA降解机制,通过诱导蛋白与mRNA结合并调控mRNA 的降解。
(三)lncRNA调控蛋白翻译
lncRNA同样可以直接调控蛋白的翻译。在小鼠模型中发现了一条lncRNA,它能直接和泛素羧基端水解酶L1(ubiquitin
carboxy-terminal hydrolase L1,UCHL1)结合,通过SINEB2 重复序列(SINEB2 repeat)的介导,增加UCHL1的蛋白合成。另一个例子是,BACE-AS (一条lncRNA分子)是BACE1 (β-site APP cleaving enzyme1)分子的反义转录产物。通过BACE-AS与BACE1 mRNA序列的互补结合,增强了BACE1 mRNA的稳定性,增加了BACE1 蛋白在细胞内的表达量,最终参与了阿尔斯海默症的发生。
当然,lncRNA的作用方式分类方法有很多,上述分类方法是通过lncRNA发挥的功能来进行分类的。同样,还可以根据lncRNA的作用方式来进行分类。请小伙伴们进入解螺旋公众号后台回复数字“74”,获取文章“lncRNA的作用模式--万变不离其中”了解详情。
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