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microRNA在细胞核基因表达中的作用可能促进基因治疗

来自东芬兰大学和牛津大学的研究小组表示,它已经显示出细胞中天然存在的小RNA分子,即microRNA,在细胞核中也很丰富。以前,主要认为microRNA在细胞质中发现。科学家还发现,缺氧会导致细胞核中的microRNA浓度发生变化。

科学家们说,这些发现强烈表明microRNA在细胞核中的基因表达中起作用,他们补充说,这一发现对开发新型基因疗法至关重要。他们的研究(“ 响应低氧应激引起的核和细胞质microRNA分布的变化 ”)发表在《科学报告》上。

科学家们分析了微RNA在内皮细胞不同部位的分裂,发现大量的微RNA富集在细胞核中。当科学家将细胞培养物暴露于低氧状态时,他们注意到单个微RNA浓度的变化主要发生在细胞质或细胞核中。研究人员指出,这项分析研究是同类研究中的第一个,表明微RNA在调节细胞中基因表达方面起着更重要的作用。例如,科学家们发现以前与缺氧密切相关的分子microRNA-210实际上在细胞核中特别丰富。该观察揭示了细胞用于适应缺氧的先前未知的机制。

“ 微小RNA(miRNA)是在细胞质基因调控,以及表征的角色,他们通过结合mRNA转录和抑制其翻译行动的小非编码RNA(即转录后基因沉默,PTGS)。但是,miRNA也与转录基因调控和选择性剪接有关,这些事件仅限于细胞核。”研究人员写道。

“在这里,我们在小鼠内皮细胞系中进行了核质分离,并使用小RNA测序对低氧反应的miRNA进行了表征。在细胞核中检测到高度多样化的丰富miRNA物种,其中大多数(56%)被优先定位在一个隔间或另一个隔间中。缺氧的诱导导致miRNA水平在核和细胞质区室中发生变化,大多数变化仅限于一个位置,而不是另一个位置。值得注意的是,低氧刺激后,经典的hypoxamiR(miR-210-3p)在核区中高度上调。

这些发现揭示了在缺血组织中发生的生理反应中,分子复杂性的水平是前所未有的。此外,miRNA在核中的广泛差异表达强烈表明,在一般情况下,这些小RNA可能具有广泛的核调节功能。”

MicroRNA通过与细胞质中其信使RNA末端结合而削弱其靶基因的表达。这种现象被称为RNA干扰,其机制的发现获得了2006年诺贝尔奖。

在东芬兰大学,Mikko Turunen博士及其同事在十年前证明,合成的microRNA分子可通过靶向对细胞核中基因调控区域的影响来调控在动物模型中具有治疗重要性的基因。这一发现以及随后的研究使科学家们认为,细胞中天然存在的结构相似的microRNA在细胞核基因的调控中也起着作用。

这些靶向细胞核的微小RNA也可以增加基因的表达,这一点非常重要,这与RNA干扰发生的情况相反。例如,从新型基因疗法的角度来看,这是非常重要的发现。”

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