研究人员Un-Junking垃圾DNA

这项研究将在打印之前11月10日在线发表在《自然结构和分子生物学》期刊上。

“我们发现了一个新颖的机制,允许蛋白质直接pre-mRNA拼接- rna结合蛋白诱导监管效果比预想的更大的距离,”第一作者Michael t . Lovci说,生物医学科学研究生工作的细胞和分子医学、干细胞研究项目,在加州大学圣地亚哥分校基因组医学研究所。

研究人员从加州、俄勒冈州、新加坡和巴西这个发现而努力的理解最基本的信号,直接的细胞功能。根据Lovci,工作范围扩大,未来的研究必须考虑的话题。更重要的是,它扩展潜在目标的合理设计正确治疗可以通过反义RNA寡核苷酸分子缺陷——小的DNA或RNA片段,可以绑定到特定的RNA目标块与RNA结合蛋白的相互作用和/或启动靶RNA的降解。

“这项研究提供了一个十年之久的问题的答案在生物学,”首席研究员解释基因w·杨,博士,助理教授的细胞和分子医学、干细胞研究项目的成员,加州大学圣地亚哥分校基因组医学研究所,以及新加坡国立大学。“当人类基因组的序列就在十年前,我们了解到,只有不到3%的整个基因组包含蛋白质的编码信息。这对基因组科学家提出了一个难题,剩下的97%在做什么?”

其余的基因的作用在很大程度上是一个神秘和因此被称为“垃圾DNA”。Since then sequencing of other, non-human, genomes has allowed scientists to delineate the sequences in the genome that are remarkably preserved across hundreds of millions of years of evolution. It is widely accepted that this evidence of evolutionary constraint implies that, even without coding for protein, certain segments of the genome are vital for life and development.

使用这种进化的保护作为基准,科学家描述了不同方法细胞使用这些non-protein-coding地区。例如,一些存在作为蛋白质的DNA对接网站激活或抑制RNA转录。别人,是本研究的重点,规范替代信使rna剪接。

真核细胞使用替代pre-mRNA拼接生成蛋白质的多样性发展和对环境的反应。细胞通过选择性地包括或不包括地区pre-mRNAs使平均10版本的超过20000个基因的基因组。rna结合蛋白类的蛋白质大多数这些决策密切相关,但实际上很少有人了解他们如何执行他们的角色在细胞。

“对于大多数基因,编码蛋白质的空间分布在段在海洋岛屿的规模,”约翰·g·Conboy说博士,劳伦斯伯克利国家实验室,研究联合首席调查员。“RNA加工机械,包括RNA结合蛋白,必须挑出这些小的部分,准确地拼接在一起,使功能性蛋白质。我们的工作表明,不仅是序列空间附近的这些岛屿的重要基因调控,但进化保守序列非常远离这些岛屿是重要的协调拼接的决策。”

因为这对可变剪接调控前提颠覆现有的模型,即监管制定非常接近蛋白质编码部分,作者试图定义远程剪接调控的机制可以发生。他们发现了RNA结构- RNA折叠和碱基配对本身之间存在监管网站和遥远的编码蛋白质的“岛屿”。Dubbing these types of interactions "RNA-bridges" for their capacity to link distant regulators to their targets, the authors show that this is likely a common and under-appreciated mechanism for regulation of alternative splicing.

这些发现有可预见的影响在生物医学的研究,研究人员说,他们集中的rna结合蛋白- RBFOX1和RBFOX2 -显示强大的协会与孤独症等神经发育障碍和某些癌症。自这两个蛋白质上游的级联效应,了解他们如何指导可变剪接的决策可能导致靶向治疗进展,纠正不当拼接的决定是许多疾病的基础。