RNA研究的一些新进展——RNA生物功能的多样性

近几年发现某些RNA具有酶(Ribozyme)的催化功能。这不仅改变了酶都是蛋白质的传统观念,而且认为在远古时期RNA可能就具有自我复制的活力,因而RNA是先于DNA和蛋白质的最早出现的生物大分子。真核细胞mRNA的剪接机制比较复杂,至今还远没有搞清楚。现在知道,必须通过一个由2′,5′磷酸二酯键形成的“套环”结构,另外还有一类核蛋白体(snRNP)参与反应。反义RNA通过其碱基序列与相关的mRNA形成互补碱基对的方式影响mRNA的翻译。tRNA是蛋白质生物合成中必不可少的一类RNA。此外,它还有其它重要的生物功能。     

RNA的生物合成

基因表达的过程,就是遗传信息流从其贮存的位点(通常是双链DNA)转移到其作用的位点(通常是一个蛋白质或酶)的历程,这其间必定要经历一个遗传信息从DNA转抄到RNA上的步骤。因此以DNA为模板合成RNA的过程,即DNA转录,或RNA的生物合成是基因表达的     

环状RNA研究进展

环状RNA (circular RNA, circRNA)是一类不具有3’端poly(A)和5’端帽子结构的、以共价键首尾相连的单链内源闭合环状RNA。CircRNA具有广泛性、多样性、稳定性和保守性等特点,其具有转录调控和蛋白质翻译等功能。本文从circRNA的生物合成机制、分类、表达、生物学功能、与疾病的关系,以及鉴定与分析方法等方面对近年来的研究进展作一综述,并展望了circRNA的应用前景和研究方向。     

RNA的多维调控和应用

<正>RNA是生命起源的最初分子形式.原始的RNA分子既可自我复制又可催化化学反应.随着漫长的进化过程, RNA的催化功能逐步转移到蛋白质,而作为遗传信息承载者的功能则转移到DNA,并逐步形成了现代生物学的中心法则,即遗传信息先由DNA转录成RNA,再由RNA翻译成蛋白质.细胞中除了编码蛋白质的信使RNA(mRNA)外,还存在着大量种类不一、功能各异且不翻译成蛋白质的非编码RNA.     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

神通广大的小RNA

分子生物学的中心法则认为：DNA是生命信息的代码,通过合成RNA进而制造蛋白质来行使生物学功能。通俗地讲,DNA是胶片,RNA是放映机,而蛋白质就是放映到荧幕上的电影。DNA和蛋白质对生命的重要性毋庸置疑,而RNA分子长期以来被认为仅是联系DNA与蛋白质的纽带,简单地起着“放映”的作用。     

应当重视RNA的研究

生命现象是一个十分复杂的过程。它需要许多生物大分子(如核酸、蛋白质、脂类和多糖)、小分子有机化合物以及无机盐类等的协同作用。Crick用他修改过的中心法则高度概括了生命现象的根本规律。中心法则不仅指出了遗传信息的流向并且认为DNA、RNA和蛋白质是生命规律的核心。DNA储存遗传信息并决定物种的遗传和变异。RNA不仅可以储存遗传信息并在遗传信息的表达过程中表现功能。蛋白质表现遗传性状。由此可见DNA、RNA和蛋白质都是非常重要。要深入了解生命规律必须全面研究三者的结构与功能以及它们之间的相互关系。任何偏废都是有害的。近年来发现RNA还具有酶的催化功能。这就从根本上改变了所有的酶都是蛋白质的传     

RNA甲基化修饰调控和规律

表观遗传学修饰包括DNA、RNA和蛋白质的化学修饰,基于非序列改变所致基因表达和功能水平变化。近年来,在DNA和蛋白质修饰基础上,可逆RNA甲基化修饰研究引领了第3次表观遗传学修饰研究的浪潮。RNA存在100余种化学修饰,甲基化是最主要的修饰形式。鉴定RNA甲基化修饰酶及研发其转录组水平高通量检测技术,是揭示RNA化学修饰调控基因表达和功能规律的基础。本文主要总结了近年来本课题组与合作团队及国内外同行在RNA甲基化表观转录组学研究中取得的主要前沿进展,包括发现了RNA去甲基酶、甲基转移酶和结合蛋白,揭示RNA甲基化修饰调控RNA加工代谢,及其调控正常生理和异常病理等重要生命进程。这些系列研究成果证明RNA甲基化修饰类似于DNA甲基化,具有可逆性,拓展了RNA甲基化表观转录组学研究新领域,完善了中心法则表观遗传学规律。     

RNA在生物学的重要地位及其作为常规治疗药物的研究进展

20多年来的研究发现,RNA除了具有如tRNA、rRNA参与蛋白质生物合成的基本功能外,细胞内还存在许多种类的RNA,它们执行着不同的功能,在细胞内生物化学反应及机体发育调控过程中发挥着重要作用。正因为RNA功能多样性,在体内、体外开展的众多实验表明,RNA或其修饰形式可以抑制基因的表达。该文将探讨RNA在常规基因治疗中的研究。     

双链RNA结合蛋白与双链RNA结合域

双链RNA(double stranded RNA,dsRNA)能引发细胞的抗病毒机制,其产生效应是因为作用于含有dsRNA结合域(dsRNA·binding domain,DRBD)的酶类和其他功能蛋白质,这些蛋白质能够特异性地识别并结合dsRNA,从而引起细胞应答.已有的资料表明DRBD不仅与dsRNA结合,还能与DNA或其他形式的RNA分子结合,而且有些蛋白质的DRBD不与任何核酸分子结合,仅起调节作用.另外,同种蛋白质的不同DRBD之间以及不同蛋白质的DRBD之间也能相互作用,从而形成复杂的蛋白质一蛋白质复合体,参与多种细胞代谢途径.因此,DRBD及其含有这些结构域的蛋白质可能具有多种功能.     

RNA的催化功能和类病毒的自我切割

几年前人们还认为起催化作用的酶一定是蛋白质,细胞内起催化作用的分子和携带遗传信息的分子是分工的。近年来陆续发现一些RNA分子能起催化作用,改变了这一观念。由于RNA分子具有携带信息和催化作用双重功能,实验室的研究亦表明,在原始地球的条件下能产生ATP,锌离子等催化则可产生RNA片段,无酶存在下RNA能复制,但DNA原料在无     

细菌RNA结合蛋白Hfq的DNA压缩和复制作用研究进展

RNA结合蛋白(RNA-Binding Protein)Hfq是一种重要的细菌转录后调节因子,之前对Hfq的研究大多集中在该蛋白对小分子非编码RNA (Small Non-Coding RNA,sRNA)和mRNA的作用上。Hfq最典型的功能是促进sRNA与其靶标mRNA碱基配对,在转录后介导对RNA的稳定性和翻译的调控。此外,Hfq也能与多种蛋白质直接或间接相互作用。然而,近年来的研究表明,除了RNA和蛋白质,Hfq还可以与DNA相互作用,在DNA压缩(DNA Compaction)和DNA复制(DNA Replication)等多种DNA代谢过程中发挥直接或间接的调控作用。额外的靶标和功能的鉴定将进一步夯实Hfq作为细菌中多种代谢途径核心调控因子的重要地位,也表明该蛋白的功能并不局限于其在RNA和蛋白质代谢中的作用。本文总结了Hfq在DNA代谢调控中的近几年最新研究进展,并展望了其前景。     

《反义RNA和DNA》

《反义RNA和DNA》(Antisense RNA and DNA)由James A.H.Murray编著,1992年 Wiley-Liss出版社出版,401页。反义RNA和DNA是对基因活动进行高度选择性操作的技术。“反义”顺序互补编码链,能特殊地阻断基因表达。反义顺序通过碱基配对,同编码RNA结合,干扰蛋白质的翻译,从而降低蛋白质生产总量。该技术同选择作用相结合,有着广泛应用,可以降低或完全阻断任何基因表达。它对在生物体内,操纵基因功能,进行科研、医药或农业活动,都具有巨大潜力。     

RNA分子的生物学功能

RNA是一些病毒的遗传物质,能复制和突变;RNA是DNA与蛋白质之间的桥梁,具有编码、翻译和拓展遗传信息的功能;RNA逆转录产生cDNA,在基因组形成中起关键作用。RNA具催化活性,可以催化mRNA的剪接,DNA和RNA的水解、连接,RNA聚合,RNA的磷酸化等多种生化过程;某些微小RNA的时序表达,在个体发育中有重要调节作用;由双链RNA介导的转录后基因沉默对生物体抵御外来遗传元件RNA有重要作用。     

白桦叶绿体RNA结合蛋白的蛋白质组学分析

在高等植物叶绿体中,RNA结合蛋白在转录后RNA处理、运输以及mRNA的稳定等方面发挥重要作用.本项研究使用多聚腺苷酸(polyA）吸附柱或单链DNA(ssDNA)吸附柱富集白桦叶绿体的polyA结合蛋白或RNA结合蛋白,并通过MALDI-TOF-MS以及ESI MS/MS进行鉴定,13个叶绿体蛋白质得到了鉴定.按照Swiss Prot数据库的注释,这些蛋白质的功能主要包括4个相关种类,分别为NAD结合蛋白、RNA结合蛋白、DNA结合蛋白和ATP结合蛋白.使用这些方法还鉴定出包括转录因子的4个高丰度蛋白.这些结果加深了对树木中叶绿体RNA结合蛋白的全面了解,可以将其应用于其他树木叶绿体中RNA 蛋白质的相互作用的研究.     

非编码RNA与医学

正20世纪50年代可谓是"基因元年",发现了DNA双螺旋结构并提出遗传学中心法则。传统意义上的中心法则指的是遗传信息从DNA经由RNA流向蛋白质。该法则在一个时代里成为了细胞生物学最重要的基本法则,然而,过去10年对长短链非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)的广泛研究极大地补充和改变了该法则,提出RNA可以直接作为功能分子参与调控生命活动。基因组中非编码     

核糖体RNA拓扑学与RNA N－糖苷酶研究进展（上）

核糖体RNA拓扑学的研究对阐明核糖体RNA(rRNA)在蛋白质生物合成中的作用具有重要的意义.RNA N-糖苷酶是一类核糖体失活蛋白.它只水解rRNA特定位置上一个腺苷酸的糖苷键,释放一个腺嘌呤碱基,使核糖体失活.Ricin A链是研究得最早和最详细的RNA N-糖苷酶,迄今已发现有二十五种核糖体失活蛋白具有RNA N-糖苷酶活性.RNA N-糖苷酶作用于28S rRNA的α-sarcin结构域,改变核糖体的构象而使其失活.     

非编码RNA的生物信息学研究方法:RNA结构预测及其应用

近10多年来的研究逐步揭示了RNA的各种生物学功能。RNA不仅是信息从DNA传递到蛋白质的中间体,还直接参与基因沉默、表观遗传学修饰等生物学过程。单链的RNA在体内通过碱基配对折叠成一定的二级结构。介绍了现在预测RNA二级结构的主要算法及其应用,其中包括基于热力学、同源比对和统计学习的各种算法,以及如何引入实验数据辅助预测。二级结构预测算法被广泛用于寻找RNA功能单元和预测新非编码RNA等各种问题。如何利用高通量实验数据帮助结构预测,探索长非编码RNA功能,研究RNA与蛋白质相互作用,是RNA二级结构预测算法和应用的一些前沿方向。     

长链非编码RNA及其在疾病发生发展中的作用

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lnc RNA)是一类长度超过200个核苷酸、不编码蛋白质的功能性RNA分子,作为蛋白质和DNA之间的媒介,参与体内重要的细胞活动。Lnc RNA在多个水平调节基因表达,包括染色体重塑、转录和转录后加工等,通过多种机制发挥其生物学功能。随着研究的深入,lnc RNA许多潜在的功能逐渐被发现,其与人类疾病的关系日益受到人们的重视,lnc RNA的失调与越来越多的疾病有联系,特别是在癌症方面。本文主要就lnc RNA的功能、作用机制及其在临床疾病发生发展中的作用进行综述。     

长链非编码RNA在生物体中的调控作用

长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)的发现是基因组学和分子生物学研究领域的重要进展。lncRNA在生命活动中具有重要的调节功能,其表达紊乱与多种人类疾病的发生发展密切相关。研究表明,几乎所有的调控性lncRNA通过与不同种类的生物大分子,如DNA、RNA和蛋白质发生相互作用而行使其功能。文章概述了lncRNA在表观遗传学水平、转录水平及转录后水平调控基因表达的效应机制,并探讨了lncRNA如何在肿瘤发生和宿主防御过程中行使功能。不同于小分子ncRNA通过碱基互补配对调控靶基因的表达,大多数已鉴定的lncRNA通过调节蛋白质活性或维持蛋白质复合物的完整性发挥其生物学功能。因此,鉴定lncRNA-蛋白质相互作用可能是理解lncRNA功能的首要任务。