作者:黄辛 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/10/28 18:57:30
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中科院研究发现一类新型长非编码RNA
提示或与小胖威利综合症有关

 

10月28日,国际著名学术期刊Molecular Cell在线发表了中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组关于长非编码RNA的最新进展。该研究发现一类新型长非编码RNA,其或与小胖威利综合症的发生发展密切相关。

众所周知,人类基因组中存在大量被称为基因组“暗物质”的非编码序列,包括基因间非编码序列、内含子非编码序列等。随着研究的深入,这些曾因用处不明而一度被视为人体“垃圾基因”的序列正逐渐“正名”,越来越多的非编码序列功能被科学家发掘。

据介绍,陈玲玲研究组本次发现的是基因内非编码序列转录产生的一类新型线形长非编码RNA,并将其命名为SPA。研究人员注意到其中两条SPAs来源的区域仅在父系来源的染色体表达,且该区域在几乎所有的小胖威利综合症(Prader-Willi Syndrome,PWS)患者中完全缺失或不被转录。值得一提的是,2012年陈玲玲研究组发现的另一被命名为sno-lncRNAs的长非编码RNA同样位于该区域。

功能研究表明,SPAs与sno-lncRNAs在每一个正常的人源胚胎干细胞(hESC)和正常人来源的诱导多功能干细胞(iPSC)内均形成一个1 ~2 个立方微米的细胞核内积聚小体(如右图)。在此核积聚小体内,SPAs与sno-lncRNAs结合了大量的可变剪接调控蛋白。在hESCs中将父系来源的染色体包含SPAs与sno-lncRNAs的区域敲除,制备PWS疾病的人源胚胎干细胞模型后分析发现,这些PWS关键区域长非编码RNA的缺失影响了神经系统发育相关基因可变剪接,错误的剪接会导致神经系统发育异常乃至疾病的发生。

PWS综合症是一类基因疾病,该疾病病理机制至今不详,临床表现主要有神经系统发育异常、激素分泌失衡、肥胖、智力低下等(如左图)。PWS病人中15号染色体q11-q13区域基因表达缺失,最小核心缺失区域为108 kb(如中图)。SPAs、sno-lncRNAs在正常人的体内大量存在,而在小胖威利综合征病人的体内是缺失的,这可以成为临床上产前发现诊断疾病潜在的标志物。这项研究也为及时干预疾病的发生提供了可能,但解析小胖威利综合征详尽的致病机理还需要基础研究与临床研究大量的投入。

据悉,该项研究在陈玲玲研究员的指导下,主要由生化与细胞所博士研究生吴煌,博士后殷庆飞,计算生物学所博士研究生罗政共同完成,同时该研究还得到计算生物学所杨力研究员的大力支持。该课题得到了国家科技部和基金委的经费支持。

 
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