導語(yǔ)
增強子元件作為非編碼區的一段 DNA 序列，通過(guò)與特定轉錄因子結合強化基因轉錄，遠距離增強目的蛋白基因的表達。賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們在《 Cell 》上的研究揭示了神秘的非編碼 RNA --增強子 RNA 與 CBP （轉錄輔激活因子）結合調控組蛋白的乙?；?，控制基因的表達和蛋白質(zhì)的生物合成。
在細胞中，DNA 被轉錄成為 RNA，被用于蛋白質(zhì)的生物合成。大多數基因組被轉錄成 RNA ，但實(shí)際上只有一小部分 RNA 來(lái)自基因組的蛋白質(zhì)編碼區。非編碼區不能夠轉錄信使 RNA，但是它能夠調控遺傳信息的表達，非編碼區雖然不能編碼蛋白質(zhì)但對于遺傳信息表達是不可缺少的。
為什么非編碼區域不會(huì )被轉錄？他們的功能是怎樣實(shí)現的？帶著(zhù)這個(gè)問(wèn)題，賓夕法尼亞大學(xué)表觀(guān)遺傳學(xué)研究所的 Shelley Berger 和她實(shí)驗室的博士后 Daniel Bose ，著(zhù)手研究增強子的基因表達調控。增強子遠距離提高編碼蛋白質(zhì)基因表達的速率，所以細胞可以合成更多所需的蛋白質(zhì)分子。被稱(chēng)為增強子 RNA （ eRNA ）的神秘非編碼 RNA 從增強子序列開(kāi)始轉錄。盡管這些對于促進(jìn)基因表達是重要的，但是它們如何實(shí)現這一功能是完全未知的。
他們的研究揭示了這些難以捉摸的 eRNAs： CBP，激活增強子轉錄的酶，可以直接綁定到 eRNAs 上。CBP 通過(guò)調節乙?；瘉?lái)控制生物體內的基因表達模式，降低組蛋白與 DNA 的親和性，使染色質(zhì)松解，以促進(jìn)轉錄。這一成果于 1 月 12 日發(fā)表在《 Cell 》上。
Bose 說(shuō)：“我們體內的細胞共享相同的基因和 DNA 序列，不同之處僅在于這些基因表達模式不同。增強子和 eRNA 是這個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵，令人興奮的是，我們的工作發(fā)現 eRNAs 產(chǎn)生這些不同模式基因表達的新方法。我們思考 eRNA 是否直接參與 CBP 的工作，最終我們發(fā)現他們確實(shí)如此?！?/p>
通過(guò)生化測定，他們表明 CBP 綁定到 RNA 區域也可以調節 CBP 與化學(xué)標記結合的能力。通過(guò)結合到該區域，eRNA 可以直接促進(jìn) CBP 的乙?；钚?。
“在腫瘤生物學(xué)的研究中，科學(xué)家們對增強子和 eRNA 表現出濃厚的興趣，因為缺陷型增強子可以引起過(guò)多或過(guò)少的蛋白質(zhì)生物合成，或者可以調控編碼區的關(guān)閉或開(kāi)啟，或者可以使蛋白質(zhì)合成的時(shí)間紊亂，“Berger 說(shuō)。了解更多關(guān)于增強子和 eRNA 的功能將有助于腫瘤學(xué)家的研究，因為最近的人類(lèi)腫瘤 DNA 測序顯示與癌癥和其他相關(guān)疾病的許多突變都發(fā)生在基因組的增強子區域 ，而非蛋白質(zhì)編碼區域。
“從根本上說(shuō)，這是重要的科學(xué)，因為我們顯示增強子 RNA 在全基因組中具有指導蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵作用，”Berger 說(shuō)。 “我們在全基因組中確定，增強子 RNA 是與 CBP 結合的最常見(jiàn)的 RNA 類(lèi)型，通過(guò)進(jìn)行這種相互作用，eRNA 在調節 CBP 活性和基因表達中發(fā)揮關(guān)鍵作用?！?/p>
參考文獻：RNA Binding to CBPStimulates Histone Acetylation and Transcription. Cell, 2017.
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