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Jack D. Keene观点文章：mRNA转录后整体调控
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mRNA转录后整体调控 The globalization of messenger RNA regulation http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/2/184.full http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20148221613136334331.shtm 遗传信息由DNA转录为RNA，再翻译为行使功能的蛋白质，这是生命信息表达的中心法则。自发现以来，转录调控在一直是基因表达领域的主要研究对象。而当基因转录后，mRNA分子自身是如何被调控的？RNA结合蛋白及非编码RNA是如何影响mRNA加工、运输、胞内定位以及稳定性？在应激条件或者发育进程中，细胞如何提高RNA调控的效率？ 杜克大学医学中心Jack D. Keene教授是研究RNA调控的专家，曾发现并阐明了蛋白的RNA识别模式（RNA Recognition Motif），而携带该模式的蛋白后被证实为最大的RNA结合蛋白家族。该发现对于RNA调控研究具有至关重要的贡献。Jack D. Keene教授应邀为《国家科学评论》关于“RNA研究的前沿进展”专题撰稿（http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/2.toc），发表题为“mRNA转录后整体调控”（http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/2/184.full）观点文章，对RNA转录后调控机制的进展进行评述，提出了转录后RNA被其调控子（RNA结合蛋白和/或非编码RNA）整体化调控的概念。 Keene教授指出，在mRNA转录后调控研究的初期，科学家鉴定出了mRNA的顺式及反式调控区域、非编码调控RNA、及一系列RNA结合蛋白，为该领域发展奠定了良好的基石。由于条件所限，初期研究常采用点对点研究模式，如某特定RNA结合蛋白和一个特定的RNA分子之间的相互作用，这虽然可以为生物学现象提供解释，但不足以提供丰富的信息。随着对一些RNA经典元件如AU-rich Element（ARE）、iron response Element的研究深入，视野从单分子拓展到对信号通路的调控，如神经特异性的RNA结合蛋白HuB通过与100多个不同的mRNA分子ARE元件结合，调控神经细胞的增殖及分化；血红素生物合成的重要分子Ferritin、Transferrin Receptor、ALAS合成酶等的mRNA，均含有iron response Element，可被铁调控蛋白协调调控，共同参与血红素生成。特定的RNA结合蛋白可以调控不同的RNA靶标，使细胞应对及适应不同条件，这是转录后RNA整体化调控蓝图的雏形。 Keene教授进而指出，测序技术的迅速发展使整体研究mRNA转录后调控产生了巨大飞跃。研究者建立了RIP-CHIP-SEQ技术来鉴定细胞内整体水平的RBP的RNA靶标，将RNA-蛋白的相互作用的研究提升到整体细胞水平。研究发现：许多RNA结合蛋白的mRNA靶序列不仅具有类似的序列特征，而且在同一个信号通路上或者在同一个大分子复合体中。具有相似功能的mRNA被成组的剪切、运输、稳定、翻译或者降解。每个类型的mRNA在细胞内都有多个拷贝，每个mRNA分子可能被不同功能的调控因子调控，这原则上为细胞提供了更大的转录后调控的弹性空间，使细胞以更经济快捷的方式应对不同生理状况。 最后，Keene教授对该领域尚待解决的问题提出展望及见解。在特定的发育阶段，细胞是如何发出信号实现蛋白-RNA复合物的激活或抑制或解离？如何建立无偏见的蛋白-RNA结合研究体系？如何发展更好的技术手段来区分蛋白-RNA瞬时和稳定的结合？随着技术体系的成熟，越来越多的非编码RNA和RNA结合蛋白被发现，整体RNA 转录后动态调控研究将产生更大的突破。 |
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2016-01-26 14:46:41, 70.37 K
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