長期以來,人們一直認為基因組的大部分區域屬于“禁飛區”。這些區域不編碼任何蛋白,因此細胞的基因讀取機器很少接近。然而近年來科學家們發現,許多非編碼序列其實能夠轉錄成RNA,Gas5就是其中之一。
GAS5是一段基因間的長非編碼RNA(lincRNA),它來自于非編碼的“垃圾DNA”或“基因組的暗物質”,但它絕不是可有可無的東西。GAS5可以作為類固醇激素受體上的剎車,在許多疾病中起到關鍵性的作用,比如激素敏感性的前列腺癌和乳腺癌。
與人們熟悉的大多數基因不同,GAS5并沒有編碼蛋白,只是轉錄成為RNA。當細胞遭受壓力時,這種RNA會累積起來占領類固醇激素受體,阻止它們與DNA結合并開關基因。
Emory大學醫學院的研究人員對Gas5 RNA進行了深入研究,獲得了Gas5 RNA與類固醇激素受體相互作用的詳細圖像,揭示了Gas5 RNA占據DNA結合位點的具體機制。這項研究發表在十一月七日的Nature Communications雜志上。
類固醇激素(比如:皮質醇、孕酮和睪酮)與相應的蛋白受體結合之后,會進一步結合特定的DNA序列,由此控制基因的活性。皮質醇是一種重要的壓力激素,主要與糖皮質激素受體結合。
Emory大學的助理教授Eric Ortlund領導團隊,研究了Gas5 RNA與糖皮質激素受體的相互作用。他們發現,Gas5 RNA能模擬DNA,在細胞內競爭類固醇激素受體。
“細胞中有數以千計的長非編碼RNA在基因調控中起著關鍵性的作用,但人們并不了解它們的起源和作用機制,”文章的第一作者Will Hudson說。“我們深入分析了Gas5 RNA與類固醇激素受體的互作,這項工作是解析lincRNA與蛋白互作的范例。”
“我們發現,Gas5序列發生一點小變動就會破壞它控制前列腺癌生長的能力,”Ortlund說。“這一點是很重要的,因為lincRNA序列對其功能是否有關鍵性影響,一直是個懸而未決的問題。”
研究結果表明,Gas5的遺傳變異可能與某些癌癥的發病風險有關。研究人員還研究了多個物種的Gas5序列,找到了這種重要序列的起源。
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