医学进展
2017年04月号
医学进展

长链非编码RNA可编码功能性多肽

作者:黄希瑶

虽然长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)按照定义是非编码的,但近期研究显示,lncRNAs的小开放阅读框(small open reading frames)可被翻译为多肽(但并非蛋白质)。然而,尚不清楚这些多肽是否会发挥功能。
贝斯以色列女执事医疗中心的Akinobu Matsumoto等人发现了一个新的功能性多肽,由lncRNA LINC00961编码。该多肽在人类和小鼠是保守的,位于晚期胞内体/溶酶体中,与溶酶体v-ATP酶发生相互作用,可负向调节雷帕霉素靶蛋白复合体1(mechanistic target of rapamycin complex 1,mTORC1)的激活。这种调节作用是通过氨基酸作用(而非通过生长因子)来实现的。因此,研究人员将该多肽称为“氨基酸反应的小调节多肽”(small regulatory polypeptide of amino acid response,SPAR)。该研究显示,编码SPAR的lncRNA在一部分组织中高度表达。研究人员采用CRISPR/Cas9基因工程技术,获得了SPAR多肽特异性敲除小鼠,但小鼠维持主lncRNA(host lncRNA)的表达。研究发现,编码SPAR的lncRNA在骨骼肌出现急性损伤后会出现下调。在上述小鼠模型中,SPAR下调可有效激活mTORC1及促进肌肉再生。
该研究的小鼠模型在维持主lncRNA表达的同时消除了SPAR多肽的表达。在受损肌肉中限制SPAR表达可促进该组织再生。该研究更重要的发现是,lncRNA编码的多肽不仅仅是翻译噪声(translational noise),而是具有功能性的多肽。虽然lncRNAs可能不会编码大的蛋白质,但lncRNAs可能编码小的多肽,这些多肽可微调关键细胞成分的活性。许多lncRNAs的一个重要特征是,其表达常常是组织特异性的。因此靶向作用于这些lncRNA编码的多肽可以调节特定组织的细胞成分,而不影响其他组织或细胞。总而言之,lncRNA编码的SPAR在肌肉受损后出现下调,进而激活mTORC1及促进肌肉再生。(作者:黄希瑶)
参考文献:Nature 2017;541:228-232

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