作者:Shiv Grewal 来源:《自然》 发布时间:2013-1-22 15:58:20
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科学家揭示RNAi与异染色质形成间的联系
 
2009年的Science十大科学突破之一就是RNAi与异染色质形成间的联系,其发现人,美国国立癌症研究院高级研究员Shiv Grewal是这一领域的一位顶级科学家。曾有科学家在一次The Scientist杂志专题报道中称,Grewal在RNAi-表观遗传学-染色质生物学领域是顶级的,是该领域的领头者。他一直默默地做研究,并不是等RNAi领域变得炙手可热才来从事相关的研究工作。
 
Grewal研究组曾在Science,Cell和Nature杂志上频频发表研究成果,近期这一研究组又与NEB的庄方雷(Fanglei Zhuang,音译)等人合作,发表了题为“RNAi triggered by specialized machinery silences developmental genes and retrotransposons”的文章,揭示了RNAi作用的一种特殊机制——一种作用机器能诱导RNAi过程,从而沉默发育基因以及反转录转座子,这表明调控RNAi沉默的分化信号也能调控发育基因。
 
microRNA(miRNA)是一类大小约22个核苷酸的非编码小分子RNA,它们能通过与靶mRNA的3’UTR(非编码区)完全互补导致mRNA降解,或不完全互补结合阻断mRNA翻译。以miRNA为基础的RNA干扰(RNAi)技术让科学家们掌握了一种人为控制基因表达的手段,也因此RNAi发现者获得2006年诺奖。
  
这种作用机制是一种保守性的机制,能通过小分子RNAs(siRNAs)指导同源RNA的降解,并促进重复DNA元件,如着丝粒重复序列上的异染色质组装。但是我们对于RNAi功能以及内源性靶标的了解其实还不够充分,因此还有待进一步探索。
 
在这篇文章中,研究人员发现裂殖酵母的RNAi与异染色质作用因子能合作沉默不同的遗传位点,这些位点包括性分化基因(sexual differentiation genes),编码跨膜蛋白的基因,以及反转录转座子,这些元件也会被外源RNA降解机器(exosome RNA degradation machinery)靶定。如果缺少这些外源作用因子,转录则会受到RNAi机器的优先处理,这表明siRNA会成簇,并且在包含有基因和反转录转座子的大型结构域中,对应的异染色质修饰也会增多。
 
研究人员还发现通过RNAi产生的siRNA和异染色质组装,会受到一种涉及典型poly(A)聚合酶Pla1和相关RNA监测因子Red1的作用机制诱导,而这种机制也能激活exosome。
 
更重要的是,这些靶位点上siRNA的生成和异染色质修饰会受环境生长条件的调控,并通过发育信号,诱导性别分化过程中的基因表达。这些研究数据揭示出了RNAi与exosome之间的一种新关联机制,这种机制在果蝇中是保守的,而且这也表明了调控RNAi沉默的分化信号也能调控发育基因。(来源:生物通 张迪) 
 
 
 
 
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