作者: Patrick O. Brown 来源:《PLoS综合》 发布时间:2012-2-7 10:05:55
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RNA新发现颠覆传统基因表达理论
 
近日来自斯坦福大学的研究人员发布了一项惊人的研究成果:证实环形RNA分子是人体细胞的基因表达程序中一个非常普遍的特征。这一研究发现大大颠覆了人们对经典基因表达模式的理解。相关研究论文在线发表在2月1日《PLoS综合》杂志上。
 
研究人员在对几种白血病样本及其来自正常人和癌症患者组织的细胞系进行深度RNA测后,发现每种检测组织中均存在一些转录物,其序列与基因组不尽相同。这些重排的转录物不仅代表了数百种基因中存在的相当大比例的异构体,还表明这些RNA可能更倾向于形成环形而非线性结构。
 
经典的分子生物学理论认为,从DNA模板链转录出的前体mRNAs会通过RNA剪接除去内含子,形成线性的成熟mRNA分子,最后再翻译形成蛋白质。直到现在,人们还认为mRNA的普遍特征是由串联的外显子按与基因组中相同的顺序呈线性排列组成。在新研究中,研究人员提出,现在是该对传统的认知——环状RNAs是仅存在于小部分人类细胞中的转录物——进行修正的时候了。
 
迄今为止,所有的研究报告均认为人体细胞中环状转录物的水平远低于线性分子。然而斯坦福生物化学研究人员Julia Salzman及同事却对这一观点持怀疑的态度。于是他们开始就这一研究方向对转录开展检测研究。研究人员在对来自5名患有急性淋巴细胞性白血病(ALL)患儿的肿瘤样本进行RNA测序后,结果显示外显子发生了重排,且环状RNA剪接也存在于正常人体细胞中。
 
利用Illumina GAII(索取Illumina GAII相关资料 )对ALL样品进行末端配对测序,研究人员随后将生成的读值与数据库中人类转录组外显子-外显子连接(exon-exon junction,EEJ)数据进行了比对,他们发现有超过1200种基因转录物中存在顺序错乱的外显子。其中大量的转录物代表了基因中存在的相当大比例的异构体。利用RT-PCR检测,研究人员再度验证了这些结果。
 
在更进一步的试验中,研究人员证实这种外显子重排现象不仅存在于白血病细胞中,在Hela细胞系及正常人原代血细胞中也有。并且,对3种白细胞类型的RNA测序试验结果显示有800多种基因存在重排异构体,约占转录物比例的10%。
 
另外,研究人员对通过公共渠道获得的HeLa细胞和人类胚胎干细胞的转录组数据进行分析后,也发现了1748种非标准序列的外显子异构体。对小鼠大脑RNA测序数据进行分析后的结果证实,这样的异构体同样也存在于其他动物中。
 
通过随后的统计学及生物化学分析,研究人员推导出这样的结论,外显子重排通常形成了环状而非线性的转录物,数以百计这样的转录物在细胞中呈高水平表达,甚至在某些情况下水平与标准的异构体相似。
 
研究人员表示,我们的研究结果表明非经典的RNA剪接模式导致了环状RNA异构体,这是一种在人体细胞中普遍存在的基因表达程序。
 
“这项研究表明仍有许多重要的基础生物学项目需要通过实验检测结合新统计学及计算机方法来进行探索发现。这些环状RNAs有可能就代表了一种尚未被发现的生物学过程,”Salzman说。 (来源:生物通 何嫱)
 
 
 
 
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