長非編碼RNA(lncRNA)不編碼蛋白質,最初被認為是基因組“暗物質”的一部分。最近,有研究表明,lncRNAs在染色質修飾復合物的招募過程中發揮作用,并能影響基因的表達。然而,是否lncRNAs以類似的方式在癌癥中發揮作用,尚不明確。延伸閱讀:中美學者JBC解析lncRNA在EMT中的作用。
七月十四日,上海交通大學醫學院的研究人員帶領的一項研究成果,刊登在國際著名學術期刊《Genome Biology》,題為“Long non-coding RNA ROR decoys gene-specific histone methylation to promote tumorigenesis”。這項研究表明,lncRNA ROR通過一種新的機制,作為一個阻斷結合表面的誘餌致癌RNA(oncoRNA),阻止組蛋白修飾酶的招募,從而明確提出了促進腫瘤發生的一種組蛋白修飾新模式。上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院的范先群、張赫和葛盛芳分別為本文的共同通訊作者。
新興的研究已經揭開了lncRNA在表觀遺傳學調控網絡中發揮的重要而相異的細胞作用。例如,LncRNA Kcnq1ot1可以獨立地形成染色質環,以控制基因組印記。到目前為止,雖然只有一小部分的功能lncRNAs已經得以很好地表征,但是這些 lncRNAs已被證明控制著基因表達程序的各個層面,一系列的研究進一步表明,lncRNAs通過招募調控蛋白復合物來驅動基因調控,從而完成其功能作 用。例如,ANRIL通過招募CBX7(PRC1復合物的一個組件)并與其相互作用,介導基因的沉默;在胚胎干細胞分化過程中,MEG3 lncRNA也招募JARID2——PRC2一個必不可少的監控組件,從而沉默靶基因。從理論上說,lncRNAs有可能通過排斥多梳復合物遠離染色質, 來調節基因的表達。
作為一種重要的核苷酸分子,單個lncRNA一直在不同的生物體中表現出多重角色。HOTAIR是一個經典的lncRNA,有研究發現,它能促進腫瘤轉移,并作為組蛋白修飾復合物的一個模塊化支架,從而確定其靶基因。同樣地,MALAT1與SR剪接因子相互作用,控制著一些復雜的過程,如滋養層細胞到子宮壁的侵襲、突觸形成與腫瘤轉移。
最近,人類lncRNA ROR——長度只有2.6 kb,已被證明可重編程分化細胞,通過直接靶定Oct4、Sox2和Nanog(通過其啟動子區附近的三個因子的共定位),誘導多能干細胞 (iPSCs)。ROR也在DNA損傷與干細胞自我更新中發揮各種關鍵的作用。然而, ROR lncRNA是否有未確定的新功能作用——特別是在腫瘤的發生過程中,仍不清楚。
這項研究表明,lncRNA ROR通過抑制組蛋白G9A甲基轉移酶并促進組蛋白H3K9甲基化的釋放,占據并激活TESC啟動子。抑制腫瘤中的ROR,可導致TESC表達的沉默,并且TESC啟動子區中G9A介導的組蛋白H3K9甲基化得以恢復,這大大降低了腫瘤的生長和轉移。沒有ROR沉默,TESC敲除同樣可顯著減少腫瘤的進展。
總而言之,這些研究結果揭示了一種新的機制,lncRNA ROR通過這種新機制,作為一個阻斷結合表面的誘餌致癌RNA(oncoRNA),阻止組蛋白修飾酶的招募,從而明確提出了促進腫瘤發生的一種組蛋白修飾新模式。
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