你真的认识lncRNA吗?
栏目:最新研究动态 发布时间:2019-08-07
细胞中lncRNA的功能主要分为6种,一起来看细胞中lncRNA的功能都有哪六种吧......

导语:
      现在关于lncRNA的研究已经不在少数,关于它的功能大家也都一定的了解,从哺乳动物基因组真人投注平台出多种不能编码蛋白质的lncRNA,它们通过控制细胞核中的核结构和真人投注平台以及通过调节细胞质中的mRNA稳定性,翻译和翻译后修饰而成为基因表达网络中的重要调节剂。但是细胞中lncRNA的功能你是否已经完全掌握了呢,不如和我们一起看看这篇文献所做的细胞中lncRNA的功能总结吧!
参考文献:

      Yao Run-Wen,Wang Yang,Chen Ling-Ling,Cellular functions of long noncoding RNAs.[J] .Nat. Cell Biol., 2019, 21: 542-551. IF:17.728

                                                                                            图1:细胞中lncRNA的功能研究的常用方法
  细胞中lncRNA的功能主要分为6种:1、lncRNA在细胞核内的功能2、lncRNA在染色质结构中的作用3、 lncRNA在染色质重建中的作用4、 lncRNA在真人投注平台调控中的作用5、 lncRNA在核体调节中的作用6、lncRNA在细胞质中的功能。
  1、 lncRNA在细胞核内的功能
  lncRNA多数定位在细胞核, 是因为lncRNA上的Alu元件表现出C富集,是灵长类特异性的短散布核元件(SINE),通过与核基质蛋白HNRNPK的结合促进lncRNA核保留。lncRNA上含有的与核蛋白相关的顺式元件可以防止核蛋白流出细胞核,并成为核组织和功能的调节者。
  2、 lncRNA在染色质结构中的作用
  为协调真人投注平台调控,间期染色体结构严密。如图2所示,红色的lncRNA可以在不同水平调节基因组组织。

   
图2  b:lncRNA调节染色体的结构c,d: lncRNA调节不同染色体之间和染色体内部的相互作用。XCI:X染色体失活,Xi:无活性X染色体,Xist:X染色体特异性失活真人投注平台因子,LBR:核纤层蛋白受体,Firre:从X染色体真人投注平台并逃脱X染色体失活的RNA,可与hnRNPU结合
  3、lncRNA在染色质重建中的作用
  许多核定位的lncRNA,无论是顺式或反式,都与染色质及染色质重建有关。Xist与维管介质直接相互作用,用于为HCOOH和甲状腺激素受体(SMART)/组蛋白去乙酰化酶1(HDAC1)相关的阻遏蛋白。 SHARP反过来招募SMART及其相互作用的HDAC3,导致组蛋白去乙酰化和真人投注平台抑制。染色质调节蛋白质逐步募集到未来的Xi最终导致广泛的真人投注平台沉默。
  Mhrt(肌球蛋白重链相关RNA真人投注平台物)是源自肌球蛋白重链7基因的反义真人投注平台的可变剪接的细胞核保留的lncRNA簇。 Mhrt通过拮抗Brg1保护心脏免于病理性肥大,Brg1是已知促进病理性心脏肥大的BAF染色质重塑复合物的催化亚基。Mhrt通过与RNA解旋酶结构域(Brg1和 DNA结合位点)相关联将Brg1从靶基因组基因座上隔绝。

图3:lncRNA促进或抑制染色质修饰体的聚集SMART:维HCOOH和甲状腺激素受体的沉默介质,HDAC1 :组蛋白去乙酰化酶1,SHARP: HDAC1相关的阻遏蛋白,Mhrt:肌球蛋白重链相关RNA真人投注平台
  4、 lncRNA在真人投注平台调控中的作用
  lncRNA可以通过形成R-环结构聚集真人投注平台因子或通过干扰靶向基因座处的Pol II真人投注平台直接调节真人投注平台。一些反义lncRNA通过形成R-环(具有与双链DNA杂交的RNA的三链核酸结构)调节正义mRNA真人投注平台。 R环的局部形成可以使顺式连接lncRNA并将真人投注平台辅因子募集到相应的启动子区域。例如,Khps1以反义方向真人投注平台为原癌基因SPHK1。将Khps1连接到SPHK1真人投注平台起始位点(TSS)上游的同型嘌呤拉伸导致形成R-环,其将组蛋白乙酰转移酶p300 / CBP锚定在SPHK1启动子上(图4f)。
  在启动子Pol II复合物中参入Alu RNA并在纯化的Pol II真人投注平台系统和细胞中阻断真人投注平台起始(图4g)。 Alu RNA含有两个松散的结构域,每个结构域结合一个Pol II分子对真人投注平台抑制至关重要。一旦从预启动复合物上移除Alu,真人投注平台恢复。
  真人投注平台延伸也由lncRNA调节。与Alu和B2 RNA一样,7SK RNA是Pol III真人投注平台的另一种丰富的RNA。它与阳性真人投注平台延伸因子b(P-TEFb)结合并抑制其激酶活性,这是Pol II延伸65所需的(图4g)。作为7SK RNA-蛋白质复合物的一部分,DEAD-box RNA解旋酶DDX21以RNA解旋酶依赖性方式促进P-TEFb从该抑制复合物中的释放,导致C-末端结构域的Ser2的磷酸化增加(图4g)。
  RNA聚合酶I(Pol I)真人投注平台也可以由lncRNA调节。例如,SLERT根据其snoRNA末端从其真人投注平台位点转移到细胞核中。在细胞核中,SLERT与DDX21相互作用,DDX21以不依赖于RNA解旋酶的方式结合并抑制Pol I.。SLERT结合改变DDX21构象并释放DDX21和Pol I机制之间的抑制性相互作用,从而促进rDNA真人投注平台(图4h)。

图4:lncRNA可以通过形成R-环结构聚集真人投注平台因子或通过干扰靶向基因座处的Pol II真人投注平台直接调节真人投注平台 g:lncRNA干扰Pol II聚合体。P-TEFb:阳性真人投注平台延伸因子b,DDX21 : DEAD-box RNA解旋酶f:lncRNA通过形成R环调节真人投注平台。Khps1:原癌基因SPHK1反义真人投注平台的lncRNA,p300 / CBP :组蛋白乙酰转移酶h:真人投注平台或lncRNA基因座调节真人投注平台。SLERT:snoRNA末端的lncRNA增强前体核糖体RNA真人投注平台 

  5、 lncRNA在核体调节中的作用
  核体(NBs)是动态的无膜RNA-蛋白质复合物。 lncRNA调节NB的完整性和功能,在真人投注平台后水平改变的基因表达。

                  图5:lncRNA在核体调节中的作用Paraspeckle:“核斑”,NEAT1:核内富集分真人投注平台本1,MALAT1:肺癌转移相关真人投注平台本1
  6、lncRNA在细胞质中的功能
  许多lncRNA被输出到细胞质,在细胞质中调节mRNA稳定性,调节翻译并干扰翻译后修饰(PTM)。
  lncRNAs可以通过多种方式影响mRNA的转换。首先,它们可以通过相关的miRNA调节mRNA稳定性。Cyrano也与miR-7结合,但这种lncRNA不是隔离miR-7,而是通过促进3'末端的拖尾和修剪来促进其有效破坏,从而诱导靶向RNA指导的miRNA降解,导致Cdr1在大脑中积累。 Cyrano缺乏使miR-7积累,导致Cdr1在神经元中降解(图6k)。这些研究结果表明,ceRNA理论比以前认为的要复杂得多,不同类型的ncRNA可以协同工作以建立复杂的监管网络。其次,lncRNAs可通过募集蛋白质来降解mRNA来调节mRNA的稳定性。 例如,一组含有Alu的lncRNA可以反式激活Staufen 1(STAU1)介导的mRNA衰变(SMD)。 靶向SMD的mRNA在3'-UTR内含有Alu元件,其可以与lncRNA中的互补Alu碱基配对以形成双链RNA(dsRNA),这是STAU1识别的结构。(图61)。第三,lncRNA可以作为参与mRNA衰变的RBP的分子诱饵起作用。 NORAD是哺乳动物中丰富且保守的lncRNA,在细胞质中充当PUMILIO 1和PUMILIO 2(PUM1 / 2)的储库,以限制它们靶向mRNA降解的可用性(图61)。
  lncRNA参与翻译调控。例如,lincRNA-p21与HuR相互作用,这种结合有利于let-7 / Ago2的募集使lincRNA-p21不稳定。在丧失HuR后,lincRNA-p21通过碱基配对积累并与JUNB和CTNNB1 mRNA结合,通过募集翻译阻遏物Rck129来抑制它们的翻译(图6m)。lncRNAs也可以激活mRNA翻译。几种lncRNA通过掩蔽由PTM酶或PTM位点结合的位点来调节PTM。 lnc-DC调节STAT3的磷酸化,STAT3是控制DC分化的TF131。Lnc-DC通过阻止蛋白酪氨酸磷酸酶SHP1的结合直接结合STAT3并促进Tyr705的磷酸化(图6n)。

图6:lncRNA在细胞质中的功能Cdr1as:小脑变性相关蛋白1反义真人投注平台的circRNA,Cyrano :一种 lncRNA,STAU1 : Staufen 1 蛋白,SMD : STAU1 介导的mRNA降解,NORAD :由DNA损伤激活的lncRNA,RISC:RNA诱导沉默复合体,Lnc-DC:在人常规树突细胞质中专一表达lncRNA

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