这篇文章可能颠覆你对lncRNA的理解……
lncRNA作为近几年科研的大热点,大家应该不陌生了。但是,也不是所有研究lncRNA的文章都能发Cell。我们以前在介绍分子机制研究的时候说过分子机制研究的五个层次(分子机制研究的五个层次,你的研究在哪个层次?):
我们看到从层次四到层次五,最主要的区别是观念上的创新,今天我们就以这篇文章为例看一下。
关于文章的具体内容,我们用通俗的语言说明下:作者研究的是紫外线辐射对细胞DNA损伤和转录调控的分子机制,是一个非常基础的主题。下面是作者的研究思路:
紫外线辐射会剧烈抑制RNA聚合酶II的转录起始、以及转录的延伸(研究背景),但是具体如何发挥功能则不清楚。
1. 紫外线辐射导致细胞中基因转录出来的RNA长度变短,原因是转录过程中RNA延伸变慢。
2. RNA的延伸通常与mRNA的加工(比如RNA的可变剪接,参考文章:聊基金系列 • 第一期:选择性剪切(一龙生九子,九子各不同))过程相关,而进一步分析RNA的多种可变剪接方式,发现ALE这一种剪接方式占了大约1/3,因此作者重点关注紫外辐射如何影响ALE这种剪接方式发挥功能。
注:ALE(Alternative Last Exon):最后一个外显子可选择的剪接方式。这种剪接方式能够导致RNA的不同转录本长度出现差异(对应到上一步UV导致RNA长度变短的表型)。
3. 我们知道UV辐射对细胞来说是一种影响广泛的外界压力,会影响细胞的转录过程。接下来作者就要要聚焦到具体的分子(基因)了。首先作者发现被UV辐射下ALE这种剪接方式影响的基因中影响基因转录的有84个,进一步对这84个基因与另外一个数据库中DNA损伤相关的并且参与转录调控的基因进行比对打分,结果发现:基因ASCC3是打分最高的,并以基因ASCC3作为主角展开下面的研究。
4. 接下来的问题是:UV是否以及如何影响基因ASCC3的ALE剪接从而调控基因转录呢?首先ASCC3基因能够产生多条mRNA,长的RNA叫ASCC3 long,短的叫ASCC3 short,进一步把ASCC3 long和ASCC3 short沉默后通过RNA-seq检测发现:ASCC3 long与ASCC3 short对基因转录的作用是相反的,ASCC3 long抑制基因转录,而ASCC3 short促进基因转录,进一步的挽救实验也表明:ASCC3 long沉默挽救了ASCC3 short 沉默对基因转录调控的影响。
单看这个结果就已经有些意思了:一个基因转录出来的两个mRNA功能相反。不过,这样的基因也不是没有,比如BCL2基因转录的mRNA BCL-xL是抗凋亡的,而 BCL-xS就是促凋亡的;CRMP-1的转录本LCRMP-1是促进肿瘤的转移的,而另外一条RNA CRMP-1的功能也是相反的;KLF6基因的转录本KLF6-WT是抑癌基因,而转录本KLF6-SV1则是癌基因。
好,我们接着往下看。
5. 下面的问题是:ASCC3 long和ASCC3 short两者之间是什么关系?首先ASCC3 long 沉默不显著影响ASCC3 short表达,反之亦然。也就是说ASCC3的long和short两条mRNA之间不存在直接调控关系。因此作者推测