长非编码RNA(lncRNA)不编码蛋白质,最初被认为是基因组“暗物质”的一部分。最近,有研究表明,lncRNAs在染色质修饰复合物的招募过程中发挥作用,并能影响基因的表达。然而,是否lncRNAs以类似的方式在癌症中发挥作用,尚不明确。延伸阅读:中美学者JBC解析lncRNA在EMT中的作用。
七月十四日,上海交通大学医学院的研究人员带领的一项研究成果,刊登在国际著名学术期刊《Genome Biology》,题为“Long non-coding RNA ROR decoys gene-specific histone methylation to promote tumorigenesis”。这项研究表明,lncRNA ROR通过一种新的机制,作为一个阻断结合表面的诱饵致癌RNA(oncoRNA),阻止组蛋白修饰酶的招募,从而明确提出了促进肿瘤发生的一种组蛋白修饰新模式。上海交通大学医学院附属第九人民医院的范先群、张赫和葛盛芳分别为本文的共同通讯作者。
新兴的研究已经揭开了lncRNA在表观遗传学调控网络中发挥的重要而相异的细胞作用。例如,LncRNA Kcnq1ot1可以独立地形成染色质环,以控制基因组印记。到目前为止,虽然只有一小部分的功能lncRNAs已经得以很好地表征,但是这些 lncRNAs已被证明控制着基因表达程序的各个层面,一系列的研究进一步表明,lncRNAs通过招募调控蛋白复合物来驱动基因调控,从而完成其功能作 用。例如,ANRIL通过招募CBX7(PRC1复合物的一个组件)并与其相互作用,介导基因的沉默;在胚胎干细胞分化过程中,MEG3 lncRNA也招募JARID2——PRC2一个必不可少的监控组件,从而沉默靶基因。从理论上说,lncRNAs有可能通过排斥多梳复合物远离染色质, 来调节基因的表达。
作为一种重要的核苷酸分子,单个lncRNA一直在不同的生物体中表现出多重角色。HOTAIR是一个经典的lncRNA,有研究发现,它能促进肿瘤转移,并作为组蛋白修饰复合物的一个模块化支架,从而确定其靶基因。同样地,MALAT1与SR剪接因子相互作用,控制着一些复杂的过程,如滋养层细胞到子宫壁的侵袭、突触形成与肿瘤转移。
最近,人类lncRNA ROR——长度只有2.6 kb,已被证明可重编程分化细胞,通过直接靶定Oct4、Sox2和Nanog(通过其启动子区附近的三个因子的共定位),诱导多能干细胞 (iPSCs)。ROR也在DNA损伤与干细胞自我更新中发挥各种关键的作用。然而, ROR lncRNA是否有未确定的新功能作用——特别是在肿瘤的发生过程中,仍不清楚。
这项研究表明,lncRNA ROR通过抑制组蛋白G9A甲基转移酶并促进组蛋白H3K9甲基化的释放,占据并激活TESC启动子。抑制肿瘤中的ROR,可导致TESC表达的沉默,并且TESC启动子区中G9A介导的组蛋白H3K9甲基化得以恢复,这大大降低了肿瘤的生长和转移。没有ROR沉默,TESC敲除同样可显著减少肿瘤的进展。
总而言之,这些研究结果揭示了一种新的机制,lncRNA ROR通过这种新机制,作为一个阻断结合表面的诱饵致癌RNA(oncoRNA),阻止组蛋白修饰酶的招募,从而明确提出了促进肿瘤发生的一种组蛋白修饰新模式。
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