mRNA运输、定位、降解与翻译起动在基因表达中的作用

ｍＲＮＡ运输、定位、降解与翻译起动在基因表达中的作用彭小冬，童坦君（北京医科大学生化与分子生物学系北京１０００８３）基因表达调控是一个多阶段的过程。从基因转录直到成熟的蛋白质产生，经历了一系列步骤，其调控并不限于转录过程。通常对ｍＲＮＡ成熟、输出核外...

无义介导的mRNA降解与肿瘤

无义介导的mRNA降解(nonsense-m ed iated mRNA decay,NMD)能够选择性降解含有翻译提前终止密码子(prem ature translation term ination condon,PTC)的mRNA,从而防止对机体有害的截短蛋白(truncated pro-te ins)的产生,它是真核生物中广泛存在的一种高度保守的有效的监督机制。NMD与肿瘤发生发展过程中的基因突变有密切关系。

PTC下游翻译重启导致NMD途径的逃逸

无义突变介导的mRNA降解（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）途径是真核生物体内一种重要的mRNA监督质控机制,它降解含有由无义突变、错误剪接、移码突变等产生的提前终止翻译密码子（premature translation termination codon,PTC）的mRNA,从而防止这种mRNA翻译产生的截短型蛋白质对机体造成的伤害.研究发现,一些含有PTC的mRNA发生了NMD途径逃逸,但具体机制仍不清楚.本研究将成视网膜细胞瘤基因1（retinoblastoma gene 1,RB1）作为NMD途径的靶基因,构建mini-RB1基因,包括外显子1-14（cDNA）、内含子14-外显子15-内含子15和外显子16-27（cDNA）的三部分序列,将其构建到真核表达载体pcDNA 3.1（-）中.根据人类基因组突变数据库选择3个突变位点W99X、G310X和R467X,构建相应无义突变体.分别将mini-RB1基因野生型和无义突变体转入HeLa细胞进行表达.用qRT-PCR检测发现,W99X无义突变体与野生型相比mRNA的水平无显著差异.为了进一步证实mini-RB1（W99X）发生了NMD逃逸,利用NMD途径抑制剂放线菌酮和转录抑制剂放线菌素D,分别处理转入野生型的mini-RB1基因及其无义突变体mini-RB1（W99X）的哺乳动物细胞,发现mini-RB1基因无义突变体的mRNA水平与野生型无明显差异,说明含有W99X无义突变的mini-RB1基因的mRNA发生了NMD逃逸.Western印迹检测mini-RB1基因的蛋白质表达发现,在无义突变位点W99X下游重新起始了蛋白质的翻译,因此,PTC下游蛋白质翻译的重新起始可能是导致无义mRNA逃逸NMD途径监控的主要原因.

脱腺苷酸酶与RNA代谢调控

真核细胞中,RNA 3’端poly(A)或oligo(A)的特异性水解被称为脱腺苷酸化(deadenylation)。脱腺苷酸化的执行者被称为脱腺苷酸酶(deadenylase)。绝大多数真核细胞中都存在多种脱腺苷酸酶,其中CCR4-NOT复合体和PAN2-PAN3复合体负责细胞中大多数mRNA的非特异性降解,PARN和PNLDC1等参与了特定子集mRNA的降解和多种非编码RNA的生物合成。作为RNA水平的重要调控者之一,脱腺苷酸酶参与了几乎所有细胞生命活动和多种重要生理和病理过程。在真核细胞中,脱腺苷酸酶的分子调控机制可能是:细胞中的大量RNA结合蛋白是RNA命运调控的中心分子,一方面根据RNA的状态或细胞需求识别特定的靶标RNA子集,另一方面招募特定脱腺苷酸酶,对特定子集RNA的3’端进行降解或修剪,从而调控RNA的最终命运。细胞中十余种脱腺苷酸酶同工酶、上千种RNA结合蛋白以及多种多样的翻译后修饰构成了复杂的动态分子调控网络,帮助细胞在生长、增殖、分化、应激、死亡等重要生命活动中精确维持RNA稳态或快速转换基因表达谱。

m6A甲基化修饰与泌尿系统疾病的研究进展

m6A甲级化修饰是真核生物中存在最广泛的RNA修饰方式,其介导的mRNA翻译、降解、剪切等是所有真核细胞蛋白表达的重要调节步骤,与多种疾病的发生、发展亦存在着密切联系。本文拟对m6A甲基化修饰的概念及其机制进行阐述,重点对其在泌尿系统疾病发生、发展中发挥的生物学功能做一综述。

环形RNAs:microRNAs的新靶标

微RNAs（microRNAs，miRNAs）作为一类重要的基因表达调控分子已得到了生命科学领域的广泛关注．它们主要通过与mRNA的3’非翻译区（UTR）结合，发挥诱导mRNA降解或抑制翻译的功能．随着研究不断深入，

细胞质处理小体(P-小体)与基因表达的调控

m RNA处理小体,又称P-小体(processing bodies,P-bodies),是细胞质中含有多种功能蛋白和RNA的聚集体.评述P-小体的形成和运动特点,以及其与小RNA、外切体相互作用,参与基因表达的调控.介绍了本实验室在P-小体植物细胞中的最新研究进展.指出P-小体是m RNA降解和储存的场所,在转录后水平参与基因表达的调控,P-小体在细胞中是动态变化的,P-小体中多样化的功能蛋白在P-小体的组装、功能行使中发挥重要作用.P-小体作为细胞质内m RNA的储存和降解结构在基因表达的转录后调控中起重要作用,其调控机制尚待进一步研究补充,P-小体与小RNA分子(micro RNA,mi RNA)调控的基因沉默之间也存在关联性.

植物miRNA作用方式的分子机制研究进展

miRNA是一类真核生物中广泛存在的约20-24个核苷酸长度的内源单链非编码RNA分子。植物miRNA通过剪切mRNA或抑制翻译负调控基因表达,在细胞增殖分化、个体生长发育和抵御逆境胁迫等生理过程中发挥重要作用。自2002年首次发现植物miRNA以来,miRNA迅速成为植物分子生物学领域的研究热点,数十年的研究已经使植物miRNA生物发生、降解、调控植物生长发育等机制及作用得到了清晰的阐述;但是对植物miRNA作用机制的认知仍然处于初级阶段,尤其是miRNA介导翻译抑制的分子机制仍有待挖掘。概述了植物miRNA介导的m RNA剪切和翻译抑制的研究历史和最新进展,探讨了两种机制的影响因素和相互关系,并提出了未来的研究方向和思路,以期为深入了解植物mi RNA的作用机制及促进miRNA的基础研究和实际应用提供理论依据。

microRNA在妇科肿瘤领域中的研究进展

microRNA是一类在动植物中广泛存在且高度保守的小分子非编码RNA,它是一类长度一般在21～25个核苷酸的单链分子片段。通过与特定的mRNA 3＇端非翻译区特异性结合来抑制靶基因的翻译或促进靶RNA降解从而起到调节基因表达的效果^[1]。成熟的microRNA通过催化其断裂点区及抑制翻译来调控基因的表达,参与生命过程中一系列的重要变化,如细胞增殖、代谢、发育时间、细胞凋亡、

调控基因表达的microRNA

过去人们对RNA的作用认识很局限,认为其仅起到连接DNA和蛋白质的作用。近年来多项研究表明某些微小RNA如miRNA可作为调控因子,它与特定的靶mRNA结合从而调节基因表达,主要是通过使转录退化或抑制翻译来对基因表达进行负调控。自1993年miRNA第一次被发现后就成为了研究的热点对象,本文以前人研究结果为基石、结合当下最新研究进展,综述了miRNA的基本特点与功能、发现历程、生物合成、作用机制、调节优点及对其未来的展望。

锌指抗病毒蛋白ZAP抑制mRNA表达新机制

中科院生物物理所高光侠实验室最新研究发现，ZAP除了能促进靶病毒mRNA降解，还能抑制mRNA的翻译。ZAP能够结合翻译起始因子eIF4A，从而干扰了eIF4A和eIF4G的相互作用。

锌指抗病毒蛋白ZAP对病毒的作用

锌指抗病毒蛋白（zinc finger antiviral protein，ZAP）是一种具有抗病毒活性的宿主细胞限制因子．ZAP能通过介导病毒mRNA的降解以及抑制翻译，从而抑制病毒的复制。ZAP能够抑制鼠白血病病毒、人类免疫缺陷病毒、埃博拉病毒、马尔堡病毒、辛德比斯病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒的复制。本文主要就ZAP的抗病毒作用作一综述。

miRNA对哺乳动物卵巢的作用

卵巢是雌性动物的生殖器官,主要作用为卵泡的发育、成熟、排卵以及激素的合成和分泌,从而维持动物正常生理和生殖功能。卵巢发挥正常功能和卵泡生长发育是复杂的多因素调控的过程。miRNA是一类长约21~24个核苷酸的内源性非编码小RNA,一般通过作用于靶基因mRNA的3’非翻译区引起靶mRNA降解或者翻译受阻,从而在转录后参与基因的表达调控。