A至I RNA编辑: 遗传信息修饰的新机制

A至I RNA编辑(A-to-I RNA editing)是一种遗传信息修饰机制, 是基因调控在转录后水平发生的另一重要事件, 也是对分子生物学理论的重要补充. A至I RNA编辑酶可催化转录初产物RNA前体(pre-RNA)中特定部位的腺苷转变成肌苷, 从而产生新的遗传密码, 是蛋白质分子多样性发生的重要机制之一. 研究发现, 哺乳动物体内已知的几种A至I RNA编辑底物均编码具有重要功能的蛋白质, 其编辑变化可引发相应疾病, 提示A至I RNA编辑缺陷可能与多种疾病的发生相关. 由于目前明确的A至I RNA编辑的底物较少且均局限于中枢神经系统, 寻找更多新的受ADARs调控的下游基因, 并对其功能进行研究, 将有助于阐明A至I RNA编辑的生理和病理意义, 并将对分子生物学理论作出重要补充     

RNA折叠

与蛋白质相比,RNA的折叠是一个比较新的研究领域.不同的RNA分子可能沿着不同的路径,以某些与蛋白质折叠并不完全相同的方式构建出复杂的三维结构.在此过程中,RNA要受到许多环境因素的影响.对这些因素以及RNA的折叠机制进行深入的分析,将加深人们对地位显得日益重要的RNA分子的结构与功能的理解,并由此揭示RNA在基因表达调控过程中所起的重要作用.     

酵母RNA聚合酶Ⅱ体外转录亚病毒RNA的研究

真核细胞的依赖于DNA的RNA聚合酶Ⅱ在无蛋白质因子存在的条件下,在体外不能忠实转录DNA。然而,令人惊异的是植物来源的RNA聚合酶Ⅱ能在体外忠实转录类病毒RNA,产生全链长的产物。这一发现意味着类病毒RNA能提供类似启动子的位点,以便与RNA聚合酶发生特异性的相互作用,从而正确地起始转录。毫无疑问,这一系统将是了解真核细胞RNA聚合酶Ⅱ所催化的体外转录机制的理想模型之一。     

21世纪的RNA研究

美国<科学>周刊分别于2001年、2002年初评出上一年度的世界十大科学突破,RNA研究均位居第二:生命可能始于RNA,而非DNA;RNA干扰在使哺乳动物细胞的基因表达沉默和RNA在调控方面的很多新发现超出了科学家原先的想象.国际上,RNA研究正在受到人们前所未有的关注.     

双链RNA引发了基因沉默——评2006年诺贝尔生理学或医学奖

2006年诺贝尔生理或医学奖授予美国斯坦福大学医学院的安德鲁·菲尔(AndrewFire)和麻省理工大学医学院的克雷格·梅洛(CraigMello),以表彰他们发现了双链RNA引发的基因沉默。他们的发现为基因治疗提供了新技术——siRNA,为后基因组时代基因功能研究提供了新手段,这一发现也导致天然小分子调控RNA和RNA调控系统的发现,引发人们对生命本质的重新思考。     

非编码RNA在肿瘤发生中的不同作用

哺乳动物中大部分基因通过转录产生大量的非编码RNA.过去的10余年间,microRNA和siRNA2种小分子非编码RNA以及其他各种类型非编码RNA的发现,极大地促进了生物学发展.非编码RNA研究领域也不断被拓展.最近不少文献报道了miRNA和其他ncRNA的各种功能,如H19RNA、HOTAIR、超保守区域转录子、天然反义RNA、转运RNA和线粒体的非编码RNA等非编码RNA参与多种细胞活动,并与一些疾病及肿瘤相关.本文将介绍一些非编码RNA与肿瘤相关的最新研究进展,并着重讨论除microRNA以外其他ncRNA与肿瘤的关系.     

复杂的RNA与复杂的基因组

根据分子生物学的“中心法则”(central dogma)．遗传信息在几乎所有生物体内都是从DNA传递到RNA，然后再从RNA流向蛋白质。显然，RNA是一座“桥梁”，负责DNA和蛋白质之间信息的流通。在这个过程中，首先是将基因组DNA上的基因信息“复写”到一种称为mRNA的RNA分子上，然后再将mRNA含有的基因信息“翻译”为构成蛋白质的氨基酸序列。     

从反义RNA到RNA干扰

2002年12月 ,美国《科学》杂志评选出了2002年度的十大科技突破 ,其中名列榜首的一项称之为小分子双链RNA干扰技术。而时隔仅一年 ,这项技术又被《科学》杂志评为2003年度世界十大科技突破之一。科学家们认为小分子RNA干扰现象的发现和作为一项高效、高特异性地关闭特定基因表达的新技术 ,将为基因功能的研究提供一种快速、简便的全新方法 ,对功能基因组研究与人类疾病的基因治疗带来革命性的变革。那么 ,什么是小分子双链RNA干扰呢 ?从反义RNA谈起大肠杆菌是我们所熟知的与人类生活息息相关的肠道细菌。每个大肠杆菌都只有一个细胞 ,…     

tsRNAs及其对植物响应非生物胁迫时基因表达的调控

转运RNA(tRNA)衍生的小RNA(tRNA-derived small RNAs, tsRNAs)是一类新兴的保守非编码RNA,通常由在胁迫条件下发生的核酸内切酶切割t RNA前体或成熟t RNA而产生. tsRNAs主要有两种类型,即tRNA衍生的胁迫诱导RNA(tRNA-derived stress-induced RNAs, tiRNAs,也称为tRNA半分子(tRNA halves, tRHs))和t RNA衍生的片段(tRNA-derived fragments, tRFs),两者在成熟t RNA或tRNA前体的切割位点不同. tsRNAs在原核生物和真核生物中都广泛存在,呈现时空特异性表达模式以发挥其功能,它们的失调会引发内稳态失衡(homeostatic imbalance).越来越多的证据表明, tsRNAs主要通过调控基因表达的转录、转录后和翻译水平在各种生物学过程中发挥重要作用.因此,研究tsRNAs的生物学功能及其作用分子机制已成为小分子非编码RNA领域的一个新研究热点.本文主要综述了tsRNAs的分类、生物发生、特征和生物学功能方面的进展,重点介绍了tsRN...     

遗传信息的转录和翻译机制是怎样发现的

文章具体地介绍了遗传信息表达机制的发现过程:克里克关于序列假设、中心法则、模板RNA和连接物RNA的提出及其实验背景;信使RNA概念的形成及其转录机制的发现;转移RNA的功能及其结构的发现;在核糖体上蛋白质合成机制的确立.     

四膜虫的一个RNA插入序列的自拼接和酶促活性（下）

环状RNA分子在研究分离的细胞核内Pre-rRNA拼接反应的同时,我们还探索以后拼接现象;在分离的四膜虫核中切除的IVS RNA转变成一个环状RNA分子.经蛋白酶和各种变性剂处理后,环状形态得以幸存意味着它是一个共价闭合的RNA环链.当Paula Grabowski(当时我的一位研究生)鉴定环化反应特征时发现,在简单的MgCl_2缓冲溶液里,它的出现伴随着RNA在很大程度上的脱蛋白作用.当时,我把她的无蛋白环化作用的原始观察结果看成是一种线性RNA不完     

内毒素对小鼠多种组织中A至I RNA编辑酶活性和mRNA中肌苷的诱导

A至I RNA编辑是近年来发现的一种遗传信息修饰新机制，它对于维持生物体的生命活动必不可少，某些转录后的前mRNA必须经过A至I RNA编辑才能生成结构和功能正确的蛋白质。研究发现在内毒素刺激下小鼠肺、脾、胸腺和淋巴结等器官中RNA编辑酶活性呈现时间依赖性增强，编辑酶活性在4－6h到达峰值，其增高活性的维持可以达16h。内毒素刺激后，自小鼠肺脏和脾脏分离出的mRNA中肌苷的数量呈现时间依赖性增多，经过校正计算后的结果显示，与对照时间点的结果相比，内毒素刺激使pI增加达4．5倍。由于黑色素瘤细胞中内源性RNA编辑酶活性极低，由该细胞核失控转录出的RNA中的A几乎未受到编辑，然而将该RNA与小鼠胸腺提取物共同反应后，RNA中发生A至I编辑反应，这一编辑反应在内毒素刺激后的胸腺提取物中明显增强。结果表明，在内毒素刺激条件下，众多基因受到A至I RNA编辑的调控，并且提示RNA编辑酶可能在急性炎症时的调控免疫系统功能和调控基因产物多样性方面发挥重要作用。     

甜菜坏死黄脉病毒RNA4的菌传功能分析

构建了甜菜坏死黄脉病毒（BNYVV）RNA4全长核苷酸序列以及5种编码区突变体的侵染性cDNA克隆，不同结构伯RNA4体外转录物与只含有RNA1，2和3的BNYVV分离物总RNAs混合后分别接种寄主植物番杏（Tetragonia expansa）作为毒源，繁殖后接种甜菜，利用无毒甜菜多黏菌(Polymyxa betae）进行传毒实验，结果表明，RNA4编码区内各种缺失突变均能显著地抑制多黏菌的传播，但插入4个碱基的移码突变体对传毒没有影响，说明BNYVVRNA4中的部分核苷酸序列对于被真菌介体高效传播是必需的，并且可能是在RNA水平上具有功能。     

核糖体被RNA N-糖苷酶失活以后的活力恢复

核糖体失活蛋白(RIP)是一类专一作用于核糖体RNA(rRNA)而抑制蛋白质生物合成的核毒素(Ribotoxin),其作用机理可分为核酸水解酶(如α-sarcin)及RNA N-糖苷酶两种类型(如Ricin A-链)。在大鼠肝核糖体28S RNA的4786个核苷酸中,RNA N-糖苷酶     

从微量全血直接进行反转录-聚合酶链反应

在转录水平上研究基因表达及调控,通常要求制备纯度高、未降解的总RNA。提取总RNA的方法一般较复杂。Kawasaki描述过一个从1—2ml全血制备RNA的方法。本文报道了一个更为简便的从微量全血不经抽提RNA直接进行RT-PCR的方法。即将2—20μ1全血低渗破红细胞,离心得到白细胞沉淀,在有RNA酶抑制剂存在的条件下再低渗使白细胞破坏,释放出RNA。此液直接用于RT—PCR,并与用AGPC法抽提的总RNA为     

双链RNA引发了基因沉默

2006年10月2日，诺贝尔生理学或医学奖评选委员会宣布，将本年度的这一奖项授予美国斯坦福大学的法尔（Andrew Z．Fire）和马萨诸塞州医学院的梅洛（Craig C．Mello），以表彰他们关于双链RNA（核糖核酸）引发基因沉默的发现。     

RNA激活：一个正在被揭示的生物学现象

生物学领域中有太多未知需要被探索，RNAi和后转录调控仅仅是个开始。因为涉及到RNA介导的转录调控的复杂性有许多个层次。整个RNA世界远比我们所了解的复杂——     

水稻中一种RNA结合蛋白cDNA的筛选和结构分析

植物叶绿体基因组全结构的阐明,已充分揭示该遗传体系兼有原核生物和真核生物基因组的特征。在叶绿体基因中,除存在一些内含子结构外,还具有像rpl12这样复杂的分割式基因。同时,不同基因的转录速度也存在着显著的差异。这些都意味着叶绿体基因在转录后必然有着复杂的剪接加工过程。RNA结合蛋白是一类在RNA加工中起重要作用的蛋白。Li等首次从烟草叶绿体中分离到与RNA转录直接相关的RNA结合蛋白,并且证明它们是由细胞核编码,在细胞质中合成后再输入到叶绿体中去的。至今,已从烟草、菠菜以及拟南芥菜等植物中发现了约10种核编码的叶绿体RNA结合蛋白,它们有类似的构造特征。我们从水稻cDNA文库中首次筛选到一个RNA结合蛋白(cp28)的基因,其相应的肽链由264个氨基酸组成。和其他叶绿体RNA结合蛋白相仿,它也包含有两个RNA结合结构域(称为consensus sequence-type RNA-binding domain,即CS-RBD),其中各含有一个由8个氨基酸组成的高度保守的一致顺序(ribonucleoprotein consensus sequence,即RNP-CS)。N端区域的传送肽(穿膜信号肽)由60个氨基酸组成,其后是一段负电荷十分集中的酸性肽段,但传送肽和酸性肽段的氨基酸顺序与其他植物的RNA结合蛋白的同源性很低。根据全长肽链的同源性比较,我们还分析了水稻cp28     

甜菜坏死黄脉病毒RNA5对病毒致病性的影响

利用甜菜坏死黄脉病毒(Beet necrotic yellow vein virus, BNYVV) RNA5全长侵染性cDNA克隆体外转录获得的RNA5体外转录物, 与只含有RNA1, 2以及RNA1, 2和3的两个BNYVV突变株BNYVV-Hu0和BNYVV-Hu3的RNAs分别混合, 并接种于寄主植物番杏(Tetragonia expansa)和甜菜(Beta vulgaris L). 结果表明, RNA5是BNYVV中除RNA3以外的另一个病毒致病性相关分子, 它的存在能够提高病毒的侵染效率和在寄主体内的积累水平, 并与RNA3协同作用, 导致病毒侵染后的症状表现加重.     

RNA·RNA干扰

回顾了RNA的主要研究历程，生物功能的多样性和应用前景；介绍了RNA干扰的发现历程。作用机制和应用前景。