導(dǎo)語
增強子元件作為非編碼區(qū)的一段 DNA 序列，通過與特定轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合強化基因轉(zhuǎn)錄，遠(yuǎn)距離增強目的蛋白基因的表達(dá)。賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們在《 Cell 》上的研究揭示了神秘的非編碼 RNA --增強子 RNA 與 CBP （轉(zhuǎn)錄輔激活因子）結(jié)合調(diào)控組蛋白的乙?；刂苹虻谋磉_(dá)和蛋白質(zhì)的生物合成。
在細(xì)胞中，DNA 被轉(zhuǎn)錄成為 RNA，被用于蛋白質(zhì)的生物合成。大多數(shù)基因組被轉(zhuǎn)錄成 RNA ，但實際上只有一小部分 RNA 來自基因組的蛋白質(zhì)編碼區(qū)。非編碼區(qū)不能夠轉(zhuǎn)錄信使 RNA，但是它能夠調(diào)控遺傳信息的表達(dá)，非編碼區(qū)雖然不能編碼蛋白質(zhì)但對于遺傳信息表達(dá)是不可缺少的。
為什么非編碼區(qū)域不會被轉(zhuǎn)錄？他們的功能是怎樣實現(xiàn)的？帶著這個問題，賓夕法尼亞大學(xué)表觀遺傳學(xué)研究所的 Shelley Berger 和她實驗室的博士后 Daniel Bose ，著手研究增強子的基因表達(dá)調(diào)控。增強子遠(yuǎn)距離提高編碼蛋白質(zhì)基因表達(dá)的速率，所以細(xì)胞可以合成更多所需的蛋白質(zhì)分子。被稱為增強子 RNA （ eRNA ）的神秘非編碼 RNA 從增強子序列開始轉(zhuǎn)錄。盡管這些對于促進(jìn)基因表達(dá)是重要的，但是它們?nèi)绾螌崿F(xiàn)這一功能是完全未知的。
他們的研究揭示了這些難以捉摸的 eRNAs： CBP，激活增強子轉(zhuǎn)錄的酶，可以直接綁定到 eRNAs 上。CBP 通過調(diào)節(jié)乙?；瘉砜刂粕矬w內(nèi)的基因表達(dá)模式，降低組蛋白與 DNA 的親和性，使染色質(zhì)松解，以促進(jìn)轉(zhuǎn)錄。這一成果于 1 月 12 日發(fā)表在《 Cell 》上。
Bose 說：“我們體內(nèi)的細(xì)胞共享相同的基因和 DNA 序列，不同之處僅在于這些基因表達(dá)模式不同。增強子和 eRNA 是這個過程的關(guān)鍵，令人興奮的是，我們的工作發(fā)現(xiàn) eRNAs 產(chǎn)生這些不同模式基因表達(dá)的新方法。我們思考 eRNA 是否直接參與 CBP 的工作，最終我們發(fā)現(xiàn)他們確實如此。”
通過生化測定，他們表明 CBP 綁定到 RNA 區(qū)域也可以調(diào)節(jié) CBP 與化學(xué)標(biāo)記結(jié)合的能力。通過結(jié)合到該區(qū)域，eRNA 可以直接促進(jìn) CBP 的乙酰化活性。
“在腫瘤生物學(xué)的研究中，科學(xué)家們對增強子和 eRNA 表現(xiàn)出濃厚的興趣，因為缺陷型增強子可以引起過多或過少的蛋白質(zhì)生物合成，或者可以調(diào)控編碼區(qū)的關(guān)閉或開啟，或者可以使蛋白質(zhì)合成的時間紊亂，“Berger 說。了解更多關(guān)于增強子和 eRNA 的功能將有助于腫瘤學(xué)家的研究，因為最近的人類腫瘤 DNA 測序顯示與癌癥和其他相關(guān)疾病的許多突變都發(fā)生在基因組的增強子區(qū)域 ，而非蛋白質(zhì)編碼區(qū)域。
“從根本上說，這是重要的科學(xué)，因為我們顯示增強子 RNA 在全基因組中具有指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵作用，”Berger 說。 “我們在全基因組中確定，增強子 RNA 是與 CBP 結(jié)合的最常見的 RNA 類型，通過進(jìn)行這種相互作用，eRNA 在調(diào)節(jié) CBP 活性和基因表達(dá)中發(fā)揮關(guān)鍵作用?！?/p>
參考文獻(xiàn)：RNA Binding to CBPStimulates Histone Acetylation and Transcription. Cell, 2017.
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