不同亚细胞结构中的长非编码RNA
2022-04-21潘剑锋张燕军李金泉
潘剑锋, 张燕军*, 李金泉
(1)内蒙古农业大学动物科学学院动物遗传育种与繁殖系, 呼和浩特 010018;2)农业部肉羊遗传育种重点实验室, 呼和浩特 010018; 3)内蒙古自治区动物遗传育种与繁殖重点实验室, 呼和浩特 010018;4)内蒙古自治区山羊遗传育种工程技术研究中心, 呼和浩特 010018)
长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是转录长度超过200 nt且缺乏蛋白质编码能力的非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)。但在研究中发现,lncRNA实际上有较短的开放阅读框(short open reading frame,sORF)可编码功能性微肽[1]。lncRNA主要是RNA聚合酶II(RNA polymerase II,Pol II)转录的副产物,在结构上与mRNA(messenger RNA)类似,经剪切具有5′端m7G(7-methyl guanosine)帽子结构和3′端poly A尾巴[2]。但不同于mRNA,lncRNA具有独特的转录、加工及修饰等方式[3]。大量lncRNA被证明具有保守的二级结构及时空特异性表达[4, 5]。根据lncRNA在基因组上相对于蛋白质编码基因的位置可将其分为:反义链lncRNA、正义链lncRNA、基因间lncRNA、双向lncRNA和内含子lncRNA[6]。
lncRNA出现在不同的亚细胞结构中。其中,定位于细胞核中的lncRNA所占比例最大。位于核内的lncRNA,多富集在染色质或特定亚核区室(subnuclear compartment)中。主要参与表观遗传和转录水平的基因调控,包括组蛋白修饰、DNA甲基化和染色质重塑等[7-9]。在细胞质中,它们多在转录后和翻译水平上调节基因表达,例如调节mRNA的稳定性[10]、参与翻译调控及翻译后修饰[11]、介导RNA衰变[12]和编码微肽[1]等。在外泌体中,它们的功能与其所来源细胞类型相关,并随着外泌体进入受体细胞中参与细胞的表观遗传、转录及翻译水平上的基因调控。
在本文中,将讨论lncRNA在不同亚细胞结构中的调控机制,包括核中染色质及特定的亚核区室内的调控机制、细胞质中各个亚细胞结构之间的调控机制、外泌体中lncRNA进入受体细胞后所参与的调控机制,并概述了lncRNA在不同亚细胞结构内表达失调,所引起的相关疾病,最后对lncRNA的研究做出展望。……
