郭春霞 刘会

    ·综述与讲座·

    LncRNA的结构研究及进展

    郭春霞 刘会

    长链非编码RNA；结构；研究；进展

    近年发现的长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)在细胞生长、发育、表观遗传学以及肿瘤和心血管疾病发生过程中，发挥重要的调控作用[1-9]。LncRNAs长度为1 000～10 000个碱基，通常是多聚腺苷酸化的，受RNA聚合酶Ⅱ催化转录合成[3，6，7]。LncRNAs主要分布于胞核，在胞浆中也有存在。很多lncRNAs与组蛋白修饰、染色质重塑和表观遗传效应有关[10]。但是，表观遗传因子识别它们的作用机制仍然是个谜。在哺乳动物的基因组中，lncRNAs的重要性已引起研究者的重视，lncRNAs可能在DNA、组蛋白和甲基化作用因子之间提供了一个新的表观遗传桥梁。本文综述了近年在lncRNAs研究方面取得的进展。在人类基因组中，超过70%的基因可进行转录[11]，但蛋白编码基因仅占其中的1%～2%。具有转录活性的非蛋白编码基因大部分(80%～90%)是lncRNAs[12]。基于lncRNAs的两个主要特征，它通常被定义为：(1)转录本长度(>200 nt)；(2)翻译能力很低或缺失[13]。一些lncRNAs(“macroRNA”)的长度很长，能延伸至90 kB，如108 kB的Air和91 kB的kcnqlot1[14]。根据距离蛋白编码基因的相对位置，lncRNA可进一步被分为不同类型：天然反义转录本(NAT)是从蛋白编码基因的反义链转录而来，至少在一个外显子区有基因重叠；大插入式非编码RNA，即已知的长链基因间非编码RNA(lincRNA)，距离蛋白编码基因很远；内含子编码RNA是独特的从蛋白编码基因的内含子区转录而来，既能从正义，也能从反义方向转录；双向lncRNAs是从蛋白编码基因启动子区反向转录而来。由于lncRNAs具有细胞特异性、组织特异性、发育阶段特异性和疾病特异性，想要对它们的数量进行精确的评估十分困难。在人体组织中，最新估算lncRNAs的数量达到了15 000[15]。然而，仅2012年就发现了上万个新的lncRNAs。有关lncRNAs的机制研究有可能比核糖体更具挑战性，因为lncRNAs并不是高度保守，也不是高表达的。虽然如此，RNA分子在它们的序列、二级结构或三级结构上的一系列功能元件是已被公认的。RNA干扰和RNA沉默能序列特异性地控制基因表达。核糖体开关RNA通过二级结构调节基因表达。核糖体通过其复杂的三级结构合成蛋白质。LncRNAs也可能通过这三种方式中的某一种调控基因表达 ......