過(guò)去十年的基因組研究中，zui大的驚喜之一是科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，與以前的信念相反，大多數(shù)的基因組并不用于生產(chǎn)蛋白質(zhì)。zui初，許多科學(xué)家認(rèn)為這些長(zhǎng)非編碼RNAs是非功能的“噪音”，但在zui近的研究中，有越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，這些lncRNAs具有調(diào)節(jié)功能。

在2012年，來(lái)自RIKEN（日本理化研究所）生命科學(xué)技術(shù)中心的一個(gè)小研究組，與意大利高等研究院SISSA合作，發(fā)現(xiàn)了一類新的小鼠lncRNAs，這是所謂的“反義RNA”，因?yàn)樗鼈兛梢耘c典型的蛋白編碼mRNAs配對(duì)，并促進(jìn)它們的翻譯。

該研究團(tuán)隊(duì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，將這些新的反義RNA配對(duì)，可使mRNA的翻譯效率更高。這是違備直覺(jué)的，因?yàn)槿藗兤毡檎J(rèn)為，反義RNAs總是抑制基因活性。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)特定mRNA翻譯的這種積極作用，是由嵌入反義lncRNA中的一段序列介導(dǎo)的。這個(gè)元件被證明是一個(gè)被稱為SINE家族的成員，代表“短的散布的元件”，它們非常廣泛地分布在整個(gè)基因組中。它們很早就被認(rèn)為是基因組的一部分“垃圾”基因——在基因組中的古代寄生蟲遺跡，能夠復(fù)制自己，從而用垃圾基因*基因組。

具體來(lái)說(shuō)，早期研究中發(fā)現(xiàn)的重復(fù)元件屬于SINEB2類，其僅存在于嚙齒類動(dòng)物的基因組中。含有這些SINEB2元件的人工RNA——可通過(guò)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)反義RNA區(qū)域而靶定任何RNA，被稱為SINEUPs（含有上調(diào)翻譯的SINE元件的RNA）。由于小鼠SINEB2元件*的進(jìn)化——被認(rèn)為已經(jīng)從一個(gè)類似于tRNA的祖先序列共進(jìn)化而來(lái)，自然SINEUPs被認(rèn)為只存在于小鼠中。

現(xiàn)在，在《Scientific Reports》發(fā)表的一項(xiàng)研究中，該小組發(fā)現(xiàn)了一組人類序列——與小鼠的那些無(wú)關(guān)，也能生產(chǎn)SINEUPs。該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自人類的RNA序列進(jìn)行了一次廣泛篩選，并測(cè)試了各種反義RNA的功能，以探討它們是否有SINEUP功能。令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)，來(lái)自小鼠SINEB2的一種非常不同的人類SINE元件——叫FRAM和MIRB有這種功能。據(jù)該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、CLST的Piero Carninci介紹說(shuō)：“這很奇怪，因?yàn)椴煌谛∈骃INEB2，人類的SINEB2類似于非編碼RNA的無(wú)關(guān)家族。我們甚至更驚訝的看到，小鼠和人類的序列之間有著相似性：新發(fā)現(xiàn)的FRAM元件與小鼠SINEB2元件共有少于30%的序列，但它們通過(guò)提高它們相重疊的mRNA的翻譯，以一種非常類似的方式起作用。”

他繼續(xù)說(shuō)：“就像在小鼠中一樣，人類的元件可以用于生物技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)反義部分，來(lái)靶定編碼不同蛋白質(zhì)的mRNA。雖然主要序列是如此的不同，但人類和小鼠蛋白可以一種類似的方式折疊，因此有類似的功能。這種功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是未知的，這仍然是一個(gè)令人興奮的問(wèn)題。”

目前SINEUPs被用于生物技術(shù)的應(yīng)用，來(lái)特定刺激mRNA的翻譯，以產(chǎn)生更多的蛋白質(zhì)，在細(xì)胞培養(yǎng)中用以研究基因功能，在生物反應(yīng)器中用以生物蛋白的生產(chǎn)。此外，世界各地的實(shí)驗(yàn)室正在研制SINEUPs，以提高蛋白翻譯，作為某種蛋白質(zhì)缺乏所致特定疾病的療法。據(jù)Carninci介紹：“我們的研究結(jié)果，給SINEUP工具箱又提供了一種武器，來(lái)擴(kuò)大基因治療的范圍，以及表達(dá)更多種類的蛋白質(zhì)。”

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