神秘的RNA的功能可能经常躺在他们的基因中

由宾夕法尼亚大学宾夕法尼亚州佩尔曼医学院的一名研究员联合主导的团队发现的新遗传线索正在阐明神秘的“长期非编码RNA”（LNCRNA）的功能。这些分子被从基因转录，并​​且通常在细胞中丰富，但它们不会为蛋白质代码。他们的功能几乎完全是未知的 - 近年来吸引了许多研究和辩论。

报告期刊分子细胞，科学家确定一个突出的LNCRNA可能是一个“红鲱鱼”，没有明显的生物学作用，而它起源的DNA确实表现出一个重要的功能，作为刺激重要蛋白表达的“增强剂”- 附近的基因。

“这种发现的含义是，许多DNA的产生区域根本不能通过其LNCRNA产品，但只能通过DNA本身，”Vikram R. Paralkar，MD在佩恩血液学/肿瘤分裂中的教练佩尔曼医学院，第一个研究作者说。

该发现强调了非蛋白质编码DNA在生物学中的重要性，以及探索其功能的重要性。虽然流行的视图仍然具有DNA被转录为RNA，并且RNA通常转化为蛋白质，但最近已经了解到蛋白质编码DNA占哺乳动物基因组的百分之不到的百分比 - 并且通过非蛋白质编码DNA。

一些非蛋白质编码基因产生小的RNA分子，其中许多具有已知的功能，通常用于调节其他基因或RNA。但是，我们的数千个基因产生LNCRNAS定义为至少200个长度的核苷酸 - 它们的功能仍然明白。

在2014年发表的一项研究中，帕萨克拉尔和同事在小鼠和人类血细胞中鉴定了一千个不同的LNCRNA。大多数人以前从未描述过。但是，许多人原来起源于含有已知或疑似增强剂的基因组的区域 - 转录因子分子聚集的DNA的小区域，以刺激附近基因的转录。

在新的研究中，包括在孟菲斯的圣裘德儿童研究院和费城儿童医院的Send Adsure Mitchell J. Weiss，MD，以及来自费城儿童医院的研究人员，研究了与这些神秘LNCRNA中的一个可能的增强功能，叫做锁定的小鼠基因的产物。

锁定RNA产物在小鼠红细胞和一些其他细胞类型中特别丰富。一种可能性是该LNCRNA在细胞中具有一些未被发现的功能。另一种可能性是锁DNA本身具有一些功能，而RNA转录物没有功能 - 基因组“红鲱鱼”。

锁定的转录开始“启动子”区域含有多种转录因子的结合位点，并且它位于小鼠基因组上的下游，对CDKN1B，其蛋白质产品在调节细胞分裂中起关键作用的基因。

为了调查锁定，帕拉克和同事利用先进的基因编辑技术从小鼠血细胞系中删除锁DNA。“当我们这样做时，CDKN1B的表达减少了70％，”帕拉克说。

接下来，研究人员使用不同的技术来阻断锁定RNA的转录，同时留下锁定DNA。CDKN1B表达没有受到影响。“换句话说，摆脱RNA转录物不会产生差异，但摆脱DNA确实有所作为，”帕拉克说。

研究人员发现了强有力的证据表明，在基因组的扭曲，循环，双螺旋结构中，锁定DNA的启动子结束与其邻居CDKN1b的启动子结束直接地与其发挥作用以刺激的增强剂CDKN1B的转录。

帕拉克公认认为，洛克RNA可以发现有一天有一些其他功能。“绝对不可能证明它没有功能 - 但它似乎没有明显的功能在规范其邻居CDKN1B方面没有明显的功能，”他说。然而，他强调，在确定非编码DNA和RNA的功能时，DNA缺失和RNA阻断实验 - 如在该研究中 - 以区分DNA的功能与其RNA产物的功能。

“一个人必须从DNA脱钩，”帕拉克说。“LNCRNA功能的未来研究应遵守该要求。”

他补充说，对于LNCRNA基因的一个实例的这种增强功能的发现是在非编码中发现的基因组中的广泛使用机制，也可能甚至是一些蛋白质编码基因的可能性。实际上，增强剂被理论为一个关键的基因组特征之一，这些特征是区分诸如小鼠和人类的物种 - 这分享了几乎所有蛋白质编码基因，而是相对较少的增强剂和LNCRNA编码基因。

“小鼠和人类如此不同的事实可能主要是由于其基因由增强剂如此不同地调节，其中一些产生我们检测到LNCRNA的RNA分子，”帕拉克说。

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