我国科学家发现长非编码RNA对细胞核仁功能的调控机制

图. SLERT的加工产生以及其与DDX21环、RNA聚合酶Pol I的相互作用机制

　　在国家自然科学基金重大研究计划项目（项目编号：91440202，91540115）等资助下，中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组取得重要研究进展，揭示了长非编码RNA SLERT 在细胞核仁功能和RNA聚合酶I（Pol I）转录过程中的重要调控机制。相关研究成果以“SLERT regulates DDX21-rings associated with Pol I transcription”（SLERT通过影响DDX21环实现对RNA聚合酶I转录的调控机制）为题于2017年5月4日在线发表在Cell上。论文链接： http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(17)30424-5。

　　人体细胞中含有约400个拷贝的核糖体DNA（rDNA）序列，分布于五条染色体上，这些含有rDNA序列的区域被称为核仁组织区（nucleolar organizing region，NOR）。核仁围绕NOR形成，是RNA聚合酶I转录核糖体RNA（rRNA）以及rRNA加工的重要场所。rRNA转录失调与疾病发生密切关联。rRNA转录不足意味着核糖体生成障碍，这将导致骨髓衰竭性贫血；而rRNA转录过多则易引发多种癌症。由于rDNA序列具有高度重复性，因而这些序列上非常相似的rDNA的差异表达如何实现和相关Pol I转录调控机制等仍然未知。

　　经典的长非编码RNA和mRNA结构相似，含有5' 端帽子及3' 端多聚腺苷酸尾巴结构，广泛参与各种重要生命活动的调控。此外，近期陈玲玲研究组和国际上其他研究人员相继发现哺乳动物细胞内还存在一系列具有特殊结构的长非编码RNA分子家族，包括具有小核仁RNA（snoRNA）特殊结构的lncRNAs和环形RNA等，并具有重要调控功能。

　　这一研究首次在人类细胞中发现了可以调控Pol I转录的长非编码RNA，并阐释了此RNA与众不同的功能，拓展了长非编码RNA的作用机制。该研究通过多种实验手段，阐析了rDNA，DDX21环、RNA聚合酶I、SLERT以及pre-rRNA相互的分子机制，揭示了DDX21环的大小对于Pol I转录的调控机制以及SLERT对DDX21环的控制作用，提出了一种通过SLERT－DDX21环对Pol I转录调控并进而控制rDNA的差异表达的机制。该工作以崭新的视角揭示了Pol I转录的新机制，也为进一步研究核仁结构及功能提供了新方向。