Nature:miRNA如何沉默基因?或与蛋白磷酸化循环有关
3 小时前 来源:生物探索 分享:
导读 MicroRNAs是一种非编码单链RNA分子,通过与目标信使RNA结合,使其沉默并最终阻止蛋白的生成。但是MicroRNAs如何调控大量的mRNA呢?近期,有研究团队利用基因编辑技术筛选出确保microRNAs功能发挥的关键因子。
文章第一作者Ryan Golden(左)及其导师Joshua Mendell教授(右)揭示了一种microRNAs与目标信使RNA互作、并有效转向下一个目标物的新机制
MicroRNAs是一种非编码单链RNA分子,参与基因表达调控。它会与信使RNA(mRNA)组成“搭档”,引导沉默复合体(RISC)降解mRNA或者阻止其翻译。microRNAs在个体发育过程中其重要作用,与疾病的发生也有着很大的关联性。
但是,太多的信使RNA可供选择,microRNAs如何有效管理大量过剩的mRNA呢?科学家们一直在努力弄清楚microRNAs调控基因、影响人类疾病的分子机制,但是却面临一个难题:microRNAs如何管理信使RNA(mRNA)?
近期,来自于美国德州大学西南医学中心的分子生物学家们在该领域有了新发现。他们将基因编辑和荧光标记技术结合,发现了microRNAs通路的关键因素——Argonaute 蛋白(AGO)磷酸化循环。
microRNA如何调控大量的目标mRNA?
分子生物学教授Joshua Mendell表示,作为调控基因表达的关键分子,microRNA负责监管基因表达的数量,它们会阻止特定蛋白的表达。他们团队已经证实,microRNA信号通路缺陷会导致一些儿童癌症的发生。特定的microRNAs通过调节肿瘤相关基因,促进或者抑制癌症的发生。
Mendell团队的研究思路是:借助CRISPR基因编辑技术,他们能够关闭数百万个细胞的不同基因。当影响microRNA信号通路的基因被关闭后,细胞会表达更多的荧光蛋白。借助这一技术,科学家们可以筛选到参与控制microRNA与目标mRNA互作的新磷酸化机制。
结果发现,在microRNA通路中,磷酸分子会快速被添加至Argonaute 蛋白上,并被快速去除。这一循环机制是microRNA成功与目标mRNA互补、沉默并转向下一个目标的关键。
除了解析microRNA分子机制之外,研究人员认为结合基因编辑和荧光报告基因的技术可以应用于其他生物学问题上,从而帮助科学家们快速解析基因通路中的关键组件。
备注:文章参考自“Choreographing the microRNA-target dance”。
参考文献
An Argonaute phosphorylation cycle promotes microRNA-mediated silencing
文献检索:doi:10.1038/nature21025
MicroRNAs (miRNAs) perform critical functions in normal physiology and disease by associating with Argonaute proteins and downregulating partially complementary messenger RNAs (mRNAs). Here we use clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated protein 9 (Cas9) genome-wide loss-of-function screening coupled with a fluorescent reporter of miRNA activity in human cells to identify new regulators of the miRNA pathway. By using iterative rounds of screening, we reveal a novel mechanism whereby target engagement by Argonaute 2 (AGO2) triggers its hierarchical, multi-site phosphorylation by CSNK1A1 on a set of highly conserved residues (S824–S834), followed by rapid dephosphorylation by the ANKRD52–PPP6C phosphatase complex. Although genetic and biochemical studies demonstrate that AGO2 phosphorylation on these residues inhibits target mRNA binding, inactivation of this phosphorylation cycle globally impairs miRNA-mediated silencing. Analysis of the transcriptome-wide binding profile of non-phosphorylatable AGO2 reveals a pronounced expansion of the target repertoire bound at steady-state, effectively reducing the active pool of AGO2 on a per-target basis. These findings support a model in which an AGO2 phosphorylation cycle stimulated by target engagement regulates miRNA:target interactions to maintain the global efficiency of miRNA-mediated silencing.
RNAMicroRNAmRNA基因编辑
还可以输入140字 微评论:
共有 0 条评论
还没有人评论,赶快抢个沙发
本文作者
Flora
江苏 / 苏州
生物探索 / 编辑
主页
写文看书,愿有所价值
看过本文还看过
发布文章
理科生的忧伤:mRNA、DNA和蛋白的故事
福尔马林:保存标本,帮助DNA和RNA的提取
2014年生物医学重要事件回顾
2014年度10大改变世界的革命性技术
Science综述:CRISPR-Cas9系统的历史和未来
专访汪洋:具有抑癌作用的“电影剪辑大师”
投资机构
年度人物
年度企业
年度园区
年度图片
年度热词
微信热文
推荐盘点
年度事件
年度原创
Copyright ? 2017 生物探索网站苏ICP备14016601号