關(guān)于小分子RNAs的沉默機(jī)制已經(jīng)得到了多方面的認(rèn)可,由此也榮獲了2006年的諾貝爾獎(jiǎng),這種針對基因調(diào)控和基因組防御方面的作用機(jī)制,令小分子RNA生物合成序列選擇多種多樣,也預(yù)示著多種新機(jī)制。在一項(xiàng)新研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)了一種稱為停滯剪接(stalled spliceosomes,生物通譯)的作用機(jī)制,能作為小分子RNA生物合成的一種誘導(dǎo)起始物,從而用于基因沉默和生物防御。
這項(xiàng)研究公布在Cell雜志上,來自美國西北大學(xué)的Karen S. Kim Guisbert和Erik J. Sontheimer特以“Quit Stalling or Youll Be Silenced”為題,介紹了這項(xiàng)成果,他們指出這種能被RNA沉默機(jī)器識別的信號,表明了剪接具有生物防御的功能。
選擇性剪接(也叫可變剪接)是指從一個(gè)mRNA前體中通過不同的剪接方式(選擇不同的剪接位點(diǎn)組合)產(chǎn)生不同的mRNA剪接異構(gòu)體的過程,而zui終的蛋白產(chǎn)物會表現(xiàn)出不同或者是相互拮抗的功能和結(jié)構(gòu)特性,或者,在相同的細(xì)胞中由于表達(dá)水平的不同而導(dǎo)致不同的表型。
剪接與基因沉默關(guān)系密切,今年1月,一組研究人員就通過分析比較了86個(gè)不同真核基因組序列,分析了小RNA輔助因子的系統(tǒng)發(fā)生譜,并指出,在RNA剪接和小RNA介導(dǎo)的基因沉默之間存在密切關(guān)聯(lián)(1月31日Nature)。
在這篇文章中,研究人員以一種致病真菌:新型隱球菌為研究對象,發(fā)現(xiàn)當(dāng)細(xì)胞剪接機(jī)器遇到轉(zhuǎn)座子這樣的內(nèi)含子時(shí),就會停滯,而一種稱為剪接體耦合核RNA干擾(Spliceosome-Coupled And Nuclear RNAi,SCANR,生物通譯)復(fù)合物的作用機(jī)制,能識別這一故障,啟動(dòng)合成相應(yīng)的小分子RNA,用來中和轉(zhuǎn)座子的RNA,這樣就能有助于識別外源基因并加以抵御。
轉(zhuǎn)座子是一類廣泛存在,能夠在基因組中通過轉(zhuǎn)錄或逆轉(zhuǎn)錄,在內(nèi)切酶的作用下,在其他基因座上出現(xiàn)的DNA序列,研究表明,轉(zhuǎn)座子異常跳躍,如插入到重要基因中,就會使基因功能出現(xiàn)故障,引發(fā)疾病或出生缺陷。而SCANR作用機(jī)制能像免疫系統(tǒng)一樣,區(qū)分自我和非我的序列,識別外源的入侵者,防止由于轉(zhuǎn)座子異常跳躍引發(fā)的疾病。
這項(xiàng)研究表明,mRNA前體在剪接體上的停滯作用,是siRNA積累過程的必需元件,而SCANR復(fù)合物對mRNA前體的識別,能與沉默產(chǎn)生動(dòng)力學(xué)競爭,從而促進(jìn)siRNA生成。