时时彩后一7码做号方法 > 最新消息 > 麻省理工学院生物学家揭示了lncRNA如何帮助控制细胞命运

麻省理工学院生物学家揭示了lncRNA如何帮助控制细胞命运

1970-01-01 作者:admin   |   浏览(15)

新的研究细节来自MIT的生物学家如何破译一种长的非编码RNA的结构并使用该信息来弄清楚它如何与细胞蛋白质相互作用以控制心肌细胞的发育。 / em

几年前,生物学家发现了一种称为long noncoding RNA的新型遗传物质。这种RNA不编码蛋白质,并且从被认为是“垃圾DNA”的基因组部分复制而来。

从那以后,科学家们发现证据证明长的非编码RNA或lncRNA在许多细胞过程中起作用,包括在胚胎发育过程中引导细胞命运。然而,目前还不清楚lncRNA是如何发挥这种影响的。

受历史工作的启发,显示该结构在其他类型的RNA如转移RNA的功能中发挥作用,麻省理工学院生物学家现在破译了一种类型的lncRNA的结构,并利用该信息弄清楚它如何与细胞蛋白相互作用控制心肌细胞的发育。这是将lncRNA的结构与其功能联系起来的首批研究之一。

“新兴数据指出了这些分子在发育和疾病中的许多基本作用,因此我们认为确定lncRNAs的结构对理解它们的功能至关重要,”Irwin和Helen Sizer职业发展生物学副教授Laurie Boyer说。和麻省理工学院的生物工程和该研究的高级作者,其出现在Molecular Cell / em期刊中。

了解更多关于lncRNA如何控制细胞分化可为心脏受心血管疾病,衰老或癌症损害的患者提供开发药物的新方法。

该论文的第一作者是麻省理工学院博士后薛志红。其他麻省理工学院的作者是本科Boryana Doyle和Sarnoff研究员Arune Gulati。斯科特亨内利,伊琳娜诺维科娃和洛斯阿拉莫斯国家实验室的Karissa Sanbonmatsu也是该论文的作者。

了解更多关于lncRNAs如何控制细胞分化可以为心脏受心血管疾病,衰老或癌症损害的患者开发新药物的方法

探索心脏

博耶实验室先前发现了一种称为Braveheart的小鼠lncRNA,与其他组织相比,它在心脏中的含量较高。 2013年,博耶表明这种RNA分子对于心肌细胞的正常发育是必需的。

在这项新研究中,研究人员决定调查600核苷酸RNA分子的哪些区域对其功能至关重要。 “我们知道Braveheart对心肌细胞发育至关重要,但我们不知道这种lncRNA功能如何的详细分子机制,所以我们假设确定它的结构可能会揭示新的线索,”薛说。

为了确定Braveheart的结构,研究人员使用了一种称为化学探针的技术,在这种技术中,他们用一种化学试剂处理RNA分子,修饰暴露的RNA核苷酸。通过分析哪些核苷酸与该试剂结合,研究人员可以确定单链区域,双链螺旋,环状和其他结构。

这一分析表明,勇敢的心有几个不同的结构区域或图案。研究人员随后测试了这些图案中哪些对分子功能最重要。令他们惊讶的是,他们发现去除11个核苷酸,构成仅占整个分子2%的环,阻止了正常心脏细胞的发育。

研究人员随后搜索了Braveheart环可能与之相互作用以控制心脏细胞发育的蛋白质。在大约10,000种蛋白质的筛选中,他们发现称为细胞核酸结合蛋白(CNBP)的转录因子蛋白与该区域强烈结合。以前的研究表明,CNBP的突变可导致小鼠和人类的心脏缺陷。

麻省理工学院生物学家破译了称为Braveheart的长的非编码RNA的结构。他们发现左上角的AGIL基序对于分子的功能是至关重要的

“这是将lncRNA结构与功能联系起来的首批研究之一,”干细胞教授John Rinn说。和哈佛大学的再生生物学研究人员,他并没有参与这项研究

“如果我们要使蛋白质快速增加lncRNA,我们已经知道某些部分是如何发挥某些作用的,这对我们理解特定的功能域及其结构元素至关重要。事实上,由于蛋白质中已知的丰富的结构 - 功能关系,你可以预测现在蛋白质的功能,“Rinn说。

建立指纹

科学家们还没有发现与Braveheart lncRNA小鼠相对应的人类,部分原因是人类和小鼠的lncRNA序列保守性很差,尽管这两种物种的蛋白质编码基因通常非常相似。然而,既然研究人员知道了小鼠Braveheart lncRNA的结构,他们计划分析人类lncRNA分子来鉴定相似的结构,这表明它们具有相似的功能。

“我们正在考虑这个主题,并且我们正在使用它来构建指纹图谱,以便我们可以发现类似于跨物种lncRNA的图案,”Boyer说。 “我们也希望扩大这项工作,以确定一个图案目录的作用模式,以便我们能够更好地预测具有重要功能的lncRNA。”

研究人员还计划将他们所学的有关lncRNA的知识应用于工程新疗法。 Boyer表示:“我们完全期望解开lncRNA结构与功能的关系将在不久的将来开启令人兴奋的新治疗模式。

出版物:Zhihong Xue等人,“lncRNA em Braveheart中富含G的基序 / em与锌指转录因子相互作用以指定心血管谱系,“Molecular Cell,2016; doi:10.1016 / j.molcel.2016.08.010

进一步的研究表明,CNBP是心脏发育的潜在障碍,Braveheart释放这种阻遏物,使细胞变成心肌。 Anne Trafton,MIT新闻