2016年10月11日訊 10月3號
近幾年
,單革教授在非編碼RNA領域做出多項漂亮的工作。2012年在《Nature Communications》上的文章顯示,非編碼RNA可以具有物種間的調(diào)控作用,并且暗示非編碼RNA可能參與了物種之間相互關系形成的進化過程;2015年年在《Nature Structural & Molecular Biology》上發(fā)表文章命名了一類與RNA聚合酶II相關的環(huán)狀RNA--外顯子-內(nèi)含子circRNAs(EIciRNAs),并且揭示了該RNA在參與細胞核中基因表達調(diào)控的新功能。單革教授簡介
1995年 7月畢業(yè)于蘭州大學細胞生物學專業(yè),獲學士學位
。1998年 7月畢業(yè)于于中國科學院上海細胞生物學研究所,獲發(fā)育生物學碩士學位。2005年獲美國佐治亞州立大學生物學系神經(jīng)生物學博士學位,主要從事線蟲中轉(zhuǎn)錄因子對GABAergic神經(jīng)元基因表達的調(diào)控及其對線蟲行為影響的研究。2005年1月至2008年2月,在美國愛默蕾大學醫(yī)學院人類遺傳學系從事博士后研究,主要方向為microRNA及siRNA通路的功能和調(diào)控,獨立確認了一類調(diào)控microRNA及siRNA通路的小分子。單革教授的研究成果在國際頂級生物學雜志《Nature Biotechnology》發(fā)表后,獲得《Facultyof 1000》
、《Science Daily》等學術界的好評。2008年3月至2009年8月,在美國耶魯大學醫(yī)學院分子細胞與發(fā)育生物學系師從RNA酶的共同發(fā)現(xiàn)人、1989年諾貝爾化學獎獲得者Sidney Altman博士,進行細菌非編碼RNA調(diào)控基因表達等研究。2010年10月單革教授獲中國科學院百人計劃項目資助,目前主要從事神經(jīng)干細胞與非編碼RNA研究。以下為中科大生科院官網(wǎng)報道原文:
2016.10.03,單革教授實驗室在Nature Structural & Molecular Biology發(fā)表文章
,報導了其實驗室發(fā)現(xiàn)并命名了的一個從裂殖酵母到人均具有的長鏈非編碼RNA,5S-OT。因此,5S-OT可能是目前已知的最古老的由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的長鏈非編碼RNA。進一步的研究表明,此長鏈非編碼RNA在哺乳動物(文章中以小鼠及人的細胞為研究對象)中可以在其被轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的染色質(zhì)原位(in cis)調(diào)控另一個非編碼RNA非常有意思的是,在高級靈長類和人類當中
該發(fā)現(xiàn)一個直接的應用是可以利用人類5S-OTRNA的這一調(diào)控機理
、通過人工設計的、針對特定基因序列的“改裝版”5S-OT來調(diào)控特定基因的剪切。在文章中、把人5S-OTRNA中的反義Alu序列換為與特定基因pre-mRNA互補的序列、即可調(diào)控該基因的可變剪切。很多人類疾病與基因剪切異常相關、未來有可能以這一發(fā)現(xiàn)為基礎發(fā)展出生物技術來“糾正”基因的可變剪切。文章的共同第一作者為博士生胡珊珊和碩士王小林。研究得到了科技部
、中科院、國家基金委、以及中科大非編碼RNA功能及功能機理創(chuàng)新團隊的經(jīng)費支持。
RNA是以DNA的一條鏈為模板
RNA:
核糖核酸(縮寫為RNA
,即RibonucleicAcid),存在于生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。RNA由核糖核苷酸經(jīng)磷酸二酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和堿基構(gòu)成。RNA的堿基主要有4種,即A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶
r RNA:
rRNA即核糖體RNA,是最多的一類RNA
,也是3類RNA(tRNA,mRNA,rRNA)中相對分子質(zhì)量最大的一類RNA,它與蛋白質(zhì)結(jié)合而形成核糖體,其功能是作為mRNA的支架,使mRNA分子在其上展開,形成肽鏈(肽鏈在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體作用下盤曲折疊加工修飾成蛋白質(zhì),原核生物在細胞質(zhì)內(nèi)完成)的合成。rRNA占RNA總量的82%左右。rRNA單獨存在時不執(zhí)行其功能,它與多種蛋白質(zhì)結(jié)合成核糖體,作為蛋白質(zhì)生物合成的“裝配機”。
RNA的分類:
mRNA
又稱信使RNA
。mRNA的功能就是把DNA上的遺傳信息精確無誤地轉(zhuǎn)錄下來,然后再由mRNA的堿基順序決定蛋白質(zhì)的氨基酸順序,完成基因表過程中的遺傳信息傳遞過程。在真核生物中,轉(zhuǎn)錄形成的前體RNA中含有大量非編碼序列,大約只有25%序列經(jīng)加工成為mRNA,最后翻譯為蛋白質(zhì)。因為這種未經(jīng)加工的前體mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差別很大,所以通常稱為不均一核RNA(heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)。tRNA
又稱轉(zhuǎn)運RNA。如果說mRNA是合成蛋白質(zhì)的藍圖
,則核糖體是合成蛋白質(zhì)的工廠。但是,合成蛋白質(zhì)的原材料——20種氨基酸與mRNA的堿基之間缺乏特殊的親和力。因此,必須用一種特殊的RNA——轉(zhuǎn)移RNA(transferRNA,tRNA)把氨基酸搬運到核糖體上,tRNA能根據(jù)mRNA的遺傳密碼依次準確地將它攜帶的氨基酸連結(jié)起來形成多肽鏈。每種氨基酸可與1-4種tRNA相結(jié)合,已知的tRNA的種類在40種以上。tRNA是分子最小的RNA,其分子量平均約為27000(25000-30000),由70到90個核苷酸組成rRNA
又稱核糖體RNA(ribosomalRNA),rRNA是組成核糖體的主要成分
rRNA一般與核糖體蛋白質(zhì)結(jié)合在一起
S為沉降系數(shù)(sedimentationcoefficient)
,當用超速離心測定一個粒子的沉淀速度時,此速度與粒子的大小直徑成比例。5S含有120個核苷酸,16S含有1540個核苷酸,而23S含有2900個核苷酸。而真核生物有4種rRNA,它們分子大小分別是5S、5.8S、18S和28S,分別具有大約120、160、1900和4700個核苷酸。rRNA是單鏈,它包含不等量的A與U、G與CrRNA在蛋白質(zhì)合成中的功能尚未完全明了
miRNA
MicroRNAs(miRNAs)是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性的具有調(diào)控功能的非編碼RNA
小分子RNA
存在于真核生物細胞核和細胞質(zhì)中
主要有兩種類型的小分子RNA:一類是snRNA(small nuclear RNA),存在于細胞核中
小分子RNA通常與蛋白質(zhì)組成復合物, 在細胞的生命活動中起重要的作用,
反義RNA
上述各種RNA分子均為轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物,mRNA最后翻譯為蛋白質(zhì)
核酶
另外還有一種特別的RNA(其分類與上述RNA分類無關)——核酶
核酶(ribozyme)一詞用于描述具有催化活性的RNA, 即化學本質(zhì)是核糖核酸(RNA), 卻具有酶的催化功能
大多數(shù)核酶通過催化轉(zhuǎn)磷酸酯和磷酸二酯鍵水解反應參與RNA自身剪切、加工過程
其發(fā)現(xiàn)是 科學家大腸桿菌RNaseP蛋白在切去部分后,在體外高濃度鎂離子的情況下,留下的RNA部分(MIRNA)具有酶活性
非編碼RNA
【新型生命暗物質(zhì)】非編碼RNA(核糖核酸)
正如宇宙間存在著許多既看不到也感覺不到的“暗物質(zhì)”“暗能量”一樣,在生命體這個“小宇宙”中
越來越多的證據(jù)表明,一系列重大疾病的發(fā)生發(fā)展與非編碼RNA調(diào)控失衡相關
環(huán)形RNA分子最近數(shù)年才引起研究人員注意
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