Cell:植物基因沉默的RNA途径

2006-7-25

圣路易斯华盛顿大学的生物学家们已经在理解植物细胞里用短片断RNA沉默不必要或者额外基因的途径方面取得了重大突破。基本上,正如古语所说,眼见为实,他们已经能够在细胞内看见该途径发生的位置和发生的方式。

华盛顿大学生物学教授Craig Pikaard博士和他的合作者已经叙述了拟南芥中8种蛋白在带来DNA甲基化途径中所起的作用,这种DNA甲基化是一种外成的作用,包括DNA四种碱基之一的胞嘧啶的化学修饰。在DNA不恰当甲基化的情况下,从植物到人的高等生物将会遇到许多发育问题:从植物的矮化病到人类的肿瘤、老鼠的死亡等。DNA甲基化的一个作用就是关闭一些重复的基因,例如一些在不加抑制的情况下能转移或者延伸到基因组的其他地方去阻断基因的转座子。人们对DNA甲基化研究产生重大的兴趣是由于它能帮助我们理解一些基因是怎么样被选择性的沉默的和沉默的等位基因怎样在将来的某一天重新开启,这些都具有现实意义。例如,肿瘤抑制基因在正常情况下帮助细胞保持正常分裂,但是在癌细胞中经常被DNA甲基化和组蛋白的修饰所沉默掉,导致了肿瘤的生长。和一些血液紊乱疾病是由于一些基因表达的缺失导致的,这些基因在人体发育早期表达,而在成体中遭受沉默,因此这些疾病的症状可以通过重新开启成年人的这些基因的表达得到减轻。

“我们正在研究的途径是植物发生的一个有趣现象的一部分,这种途径已经在人类中有所报道,叫做RNA介导的 DNA甲基化,”Pikaard解释说,“该途径发生在细胞核中,包括了一种短片断RNA,叫做小分子干扰RNAs——siRNAs。”

这些siRNAs,仅仅具有24个核苷酸的长度,负责甲基化与它自身序列配对的DNA序列,这种过程是在其他“朋友”的帮助下进行的。这些“朋友”是一组已知的RNA介导的DNA甲基化过程中的八个蛋白。

Pikaard和他的合作者利用一种熟练的技术不仅描述了该途径中的八种蛋白的位置,并且得到了导致甲基化的序列。这是一个曲折,但最终是一个循环的途径,Pikaard和他的合作者们是首次文字描述这些途径的研究人员并且提供了一种对导致甲基化的步骤和基因沉默更清楚的理解。



摘自:生物通

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