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专注于静止细胞揭示了RNA干扰在转录控制中的重要作用

2019-01-11 09:53:36 • 来源：

有些细胞没有得到他们应得的尊重。事实上，大多数细胞没有。我们星球上99%以上的无数细胞都处于静止状态。拿起一把土：它含有数以千计的微生物，如果你将它放在培养皿中，几乎每一种都不会生长。这些细胞具有代谢活性 - 是的，活着的 - 但它们并没有分裂。并且它们将保持在生殖“安静”状态，除非在特定条件下刺激以重新进入细胞周期并再次进行分裂。事实上，我们的一些最重要的细胞是静止的，包括干细胞，适应性免疫系统的细胞，以及女性在通过受精激活之前可以携带数十年的卵母细胞。

专注于静止细胞揭示了RNA干扰在转录控制中的重要作用

划分细胞虽然在自然界的大局中总是微不足道的，但却引起了我们的大部分注意，并且出于不难想象的原因。能够分裂的细胞是那些将地球上所有生命带向下一代的细胞。当复制运行时，就像人类癌症一样，基本的生命维持功能被转化为威胁生存本身的武器。

今天在“ 科学 ”杂志上，由罗伯特·A·马丁恩森，冷泉港实验室(CSHL)教授和HHMI-GBMI调查员领导的一个生物学家团队提出了证据支持一种理论，该理论深刻地将所有细胞之间的战斗置于提示机制之间他们复制他们的DNA以及那些使他们能够将DNA转录成RNA的DNA。“这是一个必须管理的固有选择，并且是我们的蜂窝机器在任何特定时间所做的大部分工作，”Martienssen说。

Martienssen团队今天报告的证据是，在静止状态下，对众多无声细胞多数细胞的关注变为焦点。博士后研究员Benjamin Roche首次进行了实验，证明大多数细胞无法在静止状态下存活，除非称为RNA干扰(RNAi)的表观遗传机制正在运行。RNAi和其他表观遗传过程诱导特定基因在何时何地发生变化，而不改变其遗传密码。

使用简单的裂殖酵母(S. pombe)细胞作为模型，研究小组发现缺乏RNAi的突变体无法进入，维持或退出静止状态。没有RNAi的酵母只有在它们处于分裂过程中才能存活。

这表明，如果真核细胞要活着，那么静止本身就需要RNAi存在。有必要问一下在RNAi起作用的静止细胞中发生了什么。在巴黎巴斯德研究所与BenoîtArcangioli博士合作的罗氏博士领导的Martienssen实验室进行了为期五年的研究，这些鸠尾小姐的问题得到了以下解释。

当细胞退出细胞周期，离开繁殖状态时，需要对其进行重新编程以进入静止状态。这种重编程部分是由RNAi完成的，RNAi通过使一种名为RNA聚合酶的普遍存在的酶与双螺旋物理分离而起作用，从而使基因沉默，在某些早期，它已附着以便将基因组的DNA翻译成RNA信息。编码蛋白质。

RNA聚合酶有多种形式。在循环细胞中，RNA聚合酶II的释放还具有刺激细胞产生称为异染色质的高度压缩区域的作用，通常在染色体中心部分的着丝粒附近。RNAi是高等生物中更复杂的表观遗传机制的一部分，一旦建立就会使异染色质沉默。在RNAi缺失或失效的细胞中，异染色质(通常是沉默的)被激活。

Martienssen及其同事在2002年指出，科学引用的表观遗传学研究称其为“年度突破”。新的研究表明，缺失RNAi的细胞不能准确地进入或保持静止，因为异染色区失去控制并最终杀死细胞。该团队现在将这一观察结果放在一个能够显着扩大其影响的背景下。

“我们通过遗传分析发现，RNAi不仅与RNA聚合酶II在异染色质的形成和调节中相互作用，”Martienssen说。“我们还发现，在静止细胞中，RNAi诱导的RNA聚合酶I的释放是另一种在转录过程中起作用的酶，它可以使静止细胞维持其静止状态。”

RNA聚合酶I的特异性释放是rDNA占据的遗传物质区域，这是关键所在。rDNA是编码RNA的遗传物质，有助于构成核糖体，所有细胞中都含有蛋白质工厂。rDNA与编码异染色质的DNA非常相似，具有高度重复性，可在基因组中以多个拷贝出现。RNAi的作用从rDNA区域释放RNA聚合酶I，并且这样做可以防止在维持静止期间异染色质的过度积累。

“这项研究可能解释了RNAi在干细胞中发挥的关键作用，干细胞在其生命的大部分时间内都是静止的;而且在癌症中也是如此，毕竟，这是通常静止的细胞的刺激，开始分裂和增殖。有趣的是，过渡通常伴随着RNAi的突变，“Martienssen说。

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