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lncRNA和表观遗传学调控的相互影响

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发布日期:2012-09-21 14:14 文章来源:丁香园
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关键词: RNA miRNA 技术专题 锐博生物 丁香通 丁香园   点击次数:


表观遗传(epigenetics)指在基因组DNA 序列不发生改变的情况下,基因表达发生可遗传改变,该现象普遍存在于动植物中,包括DNA 甲基化、组蛋白修饰、基因组印迹、随机染色体失活及ncRNA的调节作用等。LncRNA的功能往往受到表观遗传作用的影响,同时LncRNA通过基因组印迹、剂量补偿效应、染色质修饰等过程,在基因的表达中发挥表观遗传学作用。

lncRNA基因转录与基因组印迹

基因组印迹是表观遗传学重要内容,表现为来自父母双方的等位基因在遗传给子代时发生DNA甲基化、组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化等修饰形成基因组印迹,使带有印迹修饰的子代等位基因呈现不同的转录活性,最终导致其中一方功能表达上保持沉默。印迹基因通常以基因簇形式存在,形成印迹区(imprinted region),印迹区基因转录活性受差异性甲基化区域(differentially methylated regions,DMRs),即印迹中心(imprinting centers, ICs)调控。1个印迹区内至少存在1个非编码RNA 基因,其中lncRNA 基因出现频率高,提示lncRNA 基因转录受基因组印迹调控。印迹区lncRNA H19与胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2, IGF2)反义,是miRNA-675前体,呈母源表达。胚胎组织中H19转录水平高,出生后下调。在结肠癌中,H19转录基因座印迹丢失而上调,导致miRNA-675上调,由于在结直肠肿瘤中miRNA-675下调肿瘤抑制因子RB1的表达,因此H19的上调提示了它的促癌作用。相反Leighton等在缺乏H19的小鼠畸胎瘤模型中发现了胚胎生长快速的现象,又提示了H19的抑癌作用。由此推断H19存在双向调节功能。

LncRNA与剂量补偿效应

剂量补偿效应(dosage compensation effect),是具有X、Y性别决定机制的生物体内,调控性连锁基因在两种性别里以相对相等的剂量进行有效表达的遗传学机制。哺乳动物中剂量补偿效应普遍存在,表现为雌性个体细胞同型配子(XX) 中1条染色体失活,其上等位基因完全沉默。该过程由X 染色体上失活中心(X-inactivation center, Xic)控制,Xic缺失将中止X染色体失活。LncRNA基因Xist定位于Xic,能通过和HOTAIR相似的机制,招募并结合PRC2介导基因沉默。Xist由拟失活的X染色体转录,随之附着于该条X染色体,招募DNA甲基化酶和组蛋白去乙酰化酶,通过染色体修饰,使之固缩为异染色质,导致基因沉默。Xist 的反义转录产物Tsix 对Xist 起负调控作用,阻止染色体失活。此外增强子相关Xite和上游Jpx及Ftx等也参与Xist 的调控。(王俊青等.长链非编码RNA生物学功能及其意义研究进展.生命科学. 2012)

编辑: gaowei2010

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