中国基因网

中国基因网您的位置：首页 >企业新闻 >

研究揭示了RNA过程中隐藏的分子机制

2019-01-14 10:54:36 • 来源：

一种称为COOLAIR的特殊核糖核酸(RNA)正在向科学家展示其内部结构和功能，与RNA分子机器显示出惊人的相似之处，以前被认为局限于细胞蛋白质工厂(“核糖体”)和不仅仅是一串RNA的技能。“我们正在揭开植物记忆的细节，”洛杉矶阿拉莫斯国家实验室的Karissa Sanbonmatsu说，他是本周在Cell Reports上发表的一篇新文章的第一作者。

研究揭示了RNA过程中隐藏的分子机制

在过去五年左右的时间里，被称为“垃圾DNA”的细胞中的材料实际上并不是垃圾。相反，它被证明产生RNA分子，其在胚胎器官的发育中起关键作用，并且影响癌症，脑功能和植物生物学。科学家探索的一个关键领域是植物如何知道何时开花的表观遗传学。

在表观遗传学中，环境可以产生一代代传承下来的生理变化; 然而，细胞的DNA序列永远不会改变并保持完全相同。Sanbonmatsu指出，植物是理想的模型系统，允许研究表观遗传记忆(其中一代细胞记忆上一代细胞发生的事情)。

在本文中，重点是一个名为COOLAIR的RNA串，它控制着春天植物开花的时间，因为它可以感知植物暴露于寒冷的时间。当关闭或去除这些RNA时，植物根本不会开花。

“与植物的叶子，茎和根的其余部分的工作结构相比，花可能看起来很无聊，但它们实际上是开花植物生存的关键，”Sanbonmatsu说。

“事实上，植物繁殖成功的关键取决于在春天开花的精确时间。我们的发现，发现里面COOLAIR机械子，是一大片的证据表明，RNA的可能更像机器，他们在这个实施协助内部日历，“她指出。

这种开花时间产生了一种奇怪的现象，即植物在暴露于寒冷天气一定天后才开花：植物有效地记住了多少天前冬天的死亡。

“没有拥有大脑或中枢神经系统，他们究竟如何记住这一点是很神秘的。很多人都把钱投入到RNA上，这是DNA的分子表亲，”Sanbonmatsu说。巨大的RNA分子被认为在这个过程中发挥了重要作用，但没有人知道它们的样子或它们是如何工作的。洛斯阿拉莫斯 - 英国合作产生了这种分子的第一个二维图谱之一。这种名为COOLAIR的分子现在被认为是植物记忆难题的关键部分。

COOLAIR是一类称为长非编码RNA的分子之一(lncRNA，发音为“link RNA”)。虽然已经证明许多这些lncRNA对重要的生物过程至关重要，但它们的确切功能尚不清楚。研究人员开始明白，lncRNA似乎可以控制植物和哺乳动物表观遗传学和发育过程中的各种表观遗传过程。

COOLAIR似乎是阻遏物的阻遏物，帮助控制内部传感器，告诉植物是时候停止开花过程，天气似乎趋于开花时间。第一个阻遏物是一种叫做FLC(开花基因座C)的蛋白质。这种抑制因子在秋冬季节开始开花。COOLAIR反过来压制FLC，允许开花，但仅在暴露于低温4-6周后才开花。

“这项工作引发了关于非编码转录本在序列水平上不保守的功能意义的争论，这正是刺激这项工作的原因，”该论文的合着者，英国John Innes中心的Caroline Dean说。

“我们最初发现COOLAIR在寻找感冒引起的因素时没有偏见。我们随后使用各种遗传和转基因方法证明了它们在表观遗传沉默机制中的功能，这种机制可以在长时间冷暴露期间切断FLC，”她指出。

COOLAIR项目是与植物表观遗传学领导者Dean和英国John Innes中心的团队合作。洛斯阿拉莫斯团队开发了COOLAIR结构，而Dean的团队，包括第一作者Emily Hawkes，对活植物进行了突变，以帮助验证结构。

“第一步是找到他们的二维结构，布置完整的三维结构的建筑设计。所以这就是洛斯阿拉莫斯团队所做的，”Sanbonmatsu说。“利用从核糖体领域借来的生物化学策略，我们询问了这些RNA的2-D结构，发现它们装载了高度复杂的结构，与核糖体不同。”

“由于我们花了十多年时间研究核糖体(读取遗传信息的分子机器)，我们确切知道如何处理巨大的RNA，”Sanbonmatsu说。

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

推荐内容