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文檔簡(jiǎn)介
1、MicroRNAs與它們的靶點(diǎn):識(shí)別,調(diào)控和一種新發(fā)現(xiàn)的相互作用關(guān)系摘要:在多種生物途徑中,MicroRNAs (MiRNAs)已被證實(shí)是關(guān)鍵的基因調(diào)控因子。 這些小的非編碼RNA結(jié)合到mRNAs的靶向位點(diǎn)上,并且通常是導(dǎo)致基因表達(dá)受 到抑制。目前雖然有幾種方法用于鑒定 miRNA的靶向位點(diǎn),但是僅僅確認(rèn)miRNA 的結(jié)合位點(diǎn)是不足以預(yù)測(cè)靶向調(diào)控的。miRNAs的靶向調(diào)控受各個(gè)控制水平的限制,并且最近的研究進(jìn)展出現(xiàn)了一個(gè)新的轉(zhuǎn)折:靶點(diǎn)可以反饋調(diào)控miRNAs的水平和作用。miRNAs與靶基因的相互調(diào)控作用將激發(fā)我們對(duì) miRNAs在體內(nèi)所扮 演的基因調(diào)控作用的理解,并且這些 RNAs對(duì)于治療有
2、著重要的意義。MicroRNAs (miRNAs)證實(shí)了一個(gè)新的觀點(diǎn):在調(diào)控重要性中,非編碼 RNAs( ncRNAs的作用可能能與蛋白質(zhì)媲美。自從最初發(fā)現(xiàn)miRNAs在 Caenorhabditis elegans線蟲發(fā)育過程中作為必要的調(diào)控因子,數(shù)千種miRNA基因 已經(jīng)被證實(shí)存在于動(dòng)物和植物基因組中。預(yù)計(jì)有超過一半的人類轉(zhuǎn)錄組是受 miRNA調(diào)控的,幾乎每一個(gè)串聯(lián)基因都嵌入了這種轉(zhuǎn)錄后調(diào)控途徑。鑒于這種具 有深遠(yuǎn)意義的作用,miRNA的破壞作用有助于包括癌癥、心臟疾病和神經(jīng)系統(tǒng)功 能紊亂等人類疾病是不足為奇的。此外,miRNAs將發(fā)展成為靶向和療法,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,以希望通過駕馭這種RN
3、A引導(dǎo)的基因調(diào)控力量去對(duì)抗疾病和感染。miRNAs以2124個(gè)核苷酸發(fā)揮作用,它們調(diào)節(jié)含有互補(bǔ)序列的 mRNA的基因 表達(dá)。圖1顯示了一般的miRNA的生物合成途徑,并且這個(gè)典型的途徑在其他 地方也得到了全面的檢驗(yàn)。最后,成熟的 miRNA結(jié)合AGO蛋白形成一個(gè)miRNA 誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(miRISC。在動(dòng)物中,miRNA與mRNA位點(diǎn)的部分互補(bǔ)可以通過 包括mRNA降解和翻譯抑制等一系列機(jī)制導(dǎo)致蛋白表達(dá)的減少。最初,在植物中 miRNA的功能非常明顯,它們可以與靶基因完全堿基互補(bǔ),進(jìn)而導(dǎo)致靶基因的分 裂和降解。然而,最近的研究顯示植物可以通過翻譯抑制途徑沉默靶基因,并且還有待確定到底有多少植
4、物mRNA通過與miRNAs部分互補(bǔ)進(jìn)而受到調(diào)控。此外, 在所有有機(jī)體中,如果有催化活性的 AGO蛋白結(jié)合,miRNA與靶向位點(diǎn)的完全 互補(bǔ)可以導(dǎo)致靶基因降解。本綜述重點(diǎn)在于確定內(nèi)源性 miRNA靶基因的復(fù)雜性和它們是如何調(diào)控的。新近發(fā)展的全基因組方法,比如紫外下的 交聯(lián)免疫沉淀反應(yīng)(CLIP)對(duì)于確定內(nèi)源 性的miRNA結(jié)合位點(diǎn)有著推進(jìn)作用。此外,像核糖體分析等技術(shù)都可以用于解 析受miRNA作用的基因調(diào)控途徑。這些前沿的方法已經(jīng)揭示了miRNA靶向全基因尺度的新特征,并且還為進(jìn)一步探索體內(nèi)miRNA對(duì)靶基因的識(shí)別和調(diào)控的規(guī)律提供了豐富的數(shù)據(jù)。然而,預(yù)測(cè)內(nèi)源體內(nèi)一個(gè)mRNA是否受miRNA調(diào)
5、控卻是另一個(gè)挑戰(zhàn),因?yàn)槟壳耙呀?jīng)有許多例子顯示有許多因子能調(diào)控miRISC去結(jié)合并抑制特殊的靶基因。miRNA和靶基因調(diào)控的新發(fā)現(xiàn)的相互作用性質(zhì)又使其復(fù)雜性 增加,這種關(guān)系也必須在miRNA靶向作用關(guān)系全面解決之前得到理解。注:miRNA 誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(miRNA- in duced sile ncing comp lex, miRISC):它由 miRNA 引導(dǎo)體 和效應(yīng)蛋白組成,其中至少包括Argonaute蛋白(AGO蛋白)。這個(gè)復(fù)合體募集其他蛋白來調(diào)控靶向mRNAs的平衡和翻譯。miRNA復(fù)合體蛋白(如 AGO蛋白)的交聯(lián)免疫沉淀已 miRNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體的結(jié)合位點(diǎn)。交聯(lián)免疫沉淀反應(yīng)
6、 (Crosslinking immunoprecipitation , CLIP)是一種分離和鑒定由特殊的 RNA結(jié)合蛋白所結(jié)合的序列的方法。經(jīng)被用于檢測(cè)全基因組水平上的MlmiT.Pii-mittN/i-lO-u-、lu.iPyA*-.5/圖1 miRNA 的生物合成。在動(dòng)物體內(nèi),microRNA(miRNA)基 因轉(zhuǎn)錄 為初級(jí) miRNA(Pri-miRNA)轉(zhuǎn)錄本,通過Drosha酶復(fù)合體作用形成具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)的miRNA前體(pre-miRNAs)。pre-miRNA然后由轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白5(XP05)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。Dicer酶復(fù)合體將pre-miRNA的環(huán)狀結(jié)構(gòu)切除,形成的雙鏈體的一條鏈被
7、AGO蛋白結(jié)合形成 miRNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(miRISC,miRISC靶向調(diào)控 mRNA。常被稱作星鏈(miRNA*)的另一條鏈被降解。在植 物中,除了 Dicer樣蛋白(DCL)在細(xì)胞核中完成切除階段和通過結(jié)合AGO蛋白形成成熟的miRNA并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中,其他過程也基本相似。接下來,miRNA在本綜述中,miRNA的靶向位點(diǎn)和內(nèi)源靶基因的鑒定將被首先討論。 通過幾種精確定位靶基因的方法闡明靶向調(diào)控機(jī)制。最后探討新提出的 和靶基因的相互作用關(guān)系,miRNA的調(diào)控作用也將包含其中。miRNA靶向位點(diǎn)在miRNA領(lǐng)域,miRNA如何識(shí)別部分互補(bǔ)的特殊序列是一個(gè)突出的問題,這也使得靶位點(diǎn)的預(yù)測(cè)更
8、加復(fù)雜化。鑒于匹配miRNA和特殊靶序列的挑戰(zhàn),已經(jīng)有幾種方法被用于鑒定它們的相互作用。miRNA靶向位點(diǎn)的特征。miRNA的小尺寸提供了數(shù)量有限的特異性序列信息。 此外,因?yàn)閙iRNA和靶位點(diǎn)的部分結(jié)合常常是充分的,所以一個(gè)廣泛的基因網(wǎng) 絡(luò)可能受到調(diào)控。這種特性不僅意味著單個(gè)miRNA可以調(diào)控多個(gè)mRNA,也說明了預(yù)測(cè)這些靶點(diǎn)不是簡(jiǎn)單的直接關(guān)系。在植物中,基因的外顯子和3非翻譯區(qū)(UTRs都是靶位點(diǎn),并且調(diào)節(jié)的效率與靶位點(diǎn)的位置沒有相關(guān)性。植物miRNA可能既能和靶基因形成近乎完美的雙鏈結(jié)構(gòu),進(jìn)而使mRNA通過內(nèi)切核苷酸裂解 (圖2a);也能通過不涉及裂解的途徑調(diào)節(jié)靶基因, 但不包括嚴(yán)格互補(bǔ)
9、配對(duì)的情況。 裂解產(chǎn)物可以被克隆和鑒定,進(jìn)而可以證實(shí)直接的miRNA靶向關(guān)系。這已是一個(gè)有成效的用于發(fā)現(xiàn)植物中真正的 miRNA靶位點(diǎn)的方法。缺少大量miRNA配對(duì) 能力的靶基因?qū)⒉粫?huì)受到裂解,這種靶基因在植物中正在被探尋。在動(dòng)物中,大多數(shù)miRNA只能與靶基因形成部分互補(bǔ)的雙鏈體,并且到目前 為止的研究中發(fā)現(xiàn)大多數(shù)靶 mRNA是通過3 UTR作用受到調(diào)控的。miRNA和靶 位點(diǎn)近乎完美的互補(bǔ)進(jìn)而導(dǎo)致 mRNA裂解僅有極個(gè)別的例子,比如 miR-196和 HOXB8 mRNA勺一個(gè)序列。然而,大多數(shù)情況,涉及的是不匹配和大多數(shù)核苷酸 凸起的雙鏈體。最常見的作用元件在miRNA5末端完全配對(duì)的2
10、-7個(gè)核苷酸,這被叫做“種子”區(qū)(圖2b)。在不少實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),種子配對(duì)是miRNA途徑調(diào)控的充分必要條件。miRNA5末端與靶基因的不完全配對(duì)有時(shí)可以得到3末端大量配對(duì)的補(bǔ)償,這可以從致死因子7(let-7)miRNA靶位點(diǎn)在線蟲的非正常細(xì)胞系41 (lin-41 )得到印證(圖2c) 0最近的研究發(fā)現(xiàn),“中心位點(diǎn)”已經(jīng)被描述, miRNA的中間區(qū)域可以與靶序列連續(xù)堿基配對(duì)(圖 2d)。也有許多例子與這個(gè)描 述不一樣的(圖2e)。動(dòng)物體內(nèi)中miRNA這種明顯的靶向作用靈活性暗示了作用 因素不僅僅只是配對(duì)調(diào)控。 4rtbidipiuSCLe /WexsnQ Cuiiorhubdit(jtih
11、ii-14C Carnwhabditiii.finJVlKlkJin-*)1JT:AUAClACAIpTjqiiRINAyujg匚E52UUGG 鳳l-GA :3 d Hu mon Raptor、U1K【 CodHiq(ir-H -i-M JUQ UAC CUCAGGGAA lin 4 imrRlNIA 亍 %洱 f MSUCCCU、”A 3-Ffiplnr liJTR 斥汕*%GW爲(wèi)加死劇時(shí)prTiwrStructura accessibilityICrossinkGd RhJP isolated wiiith anti-ACO antibodiesKynayTfimnijing and p
12、iintation of AGO-bound RhJA-s IJ 二 ILinker hqation and IRNA punfication |Reverse tramscription H*CRcDNA of3 ndsequefhc eSequencing and mapping to qenorne |多年以來,許多方法已被用于 miRNA的靶基因檢測(cè),涉及范圍從小尺度 準(zhǔn)學(xué)研究到計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)和高通量生物化學(xué)方法。這種方法識(shí)別 miRNA靶基因通過表型的抑制試驗(yàn)。通常情況下,先篩選候選基因,獲得一個(gè) miRNA的功能缺失型。例如,致死因子7 (let-7)突變體線蟲,發(fā)現(xiàn)異常細(xì)胞突變細(xì)胞系
13、41( lin-41),表明lin-41是我們的目標(biāo),let-7的miRNA (如圖a)。miRNA的 突變株,受到傳統(tǒng)的誘變或RNAi抑制篩選。靶基因的 miRNA突變的背景下,通常上調(diào)。靶向調(diào)控的效率在內(nèi)源環(huán)境下,許多因素都能影響miRNA復(fù)合體結(jié)合并調(diào)控特定靶基因的能 力。靶位點(diǎn)的環(huán)境與miRNA提供的有限序列特異性,其他因素肯定會(huì)影響體內(nèi)的靶向定位。已與目標(biāo)站點(diǎn)內(nèi)的mRNA的位置以及它是如何識(shí)別和 miRISC調(diào)控。一個(gè)的3UTRs 療效與目標(biāo)相關(guān)的功能,是目標(biāo)網(wǎng)站的位置。AU豐富區(qū)和一般非結(jié)構(gòu)化框2 研究miRNA靶向調(diào)控的方法。RNA表達(dá)分析由于microRNA( miRNA)經(jīng)常
14、促進(jìn)靶 mRNA不穩(wěn)定,降低mRNA水平可能直接 miRNA 調(diào)控的結(jié)果。Northern雜交或定量 PCR可以用來分析特定的基因。全基因組研究,用來比較的存在和缺乏具體的miRNA微陣列和RNA測(cè)序的mRNA豐度的變化。腺苷往往lES表明核糖體干擾針對(duì)翻譯序地區(qū)似乎加強(qiáng)無障礙的 miRNA復(fù)雜。此外,目標(biāo)網(wǎng)站往往以避免序列后,立即 翻譯終止密碼子,核糖體的影子會(huì)落入約 15nt之前,它從mRNA的游離核糖體 的約束終止密碼子下游覆蓋的區(qū)域。此功能良種列的miRNA (圖4a)是一致的。盡管如此,計(jì)算和生化實(shí)驗(yàn)表明,相當(dāng)一部分 miRNA的目標(biāo)網(wǎng)站存在的開放閱讀框(ORF序列。例如,近一半的A
15、GO蛋白時(shí) 限確定在哺乳動(dòng)物細(xì)胞和蠕蟲提取物被夾檢測(cè)網(wǎng)站駐留在編碼外顯子序列。是否有效地誘導(dǎo)鎮(zhèn)壓這些網(wǎng)站尚未顯示。在一項(xiàng)研究中,ORF的目標(biāo)網(wǎng)站,通常會(huì)發(fā)現(xiàn)自己要少,雖然可以提高也所載 3 UTR靶位點(diǎn)的基因調(diào)控。因此,另一個(gè)要 考慮的是如何影響調(diào)控的 miRNA靶場(chǎng)所內(nèi)的mRNA數(shù)量。一般情況下,增加相 同或不同的miRNA靶位點(diǎn)的數(shù)量,提高監(jiān)管的有效性。然而,當(dāng)兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)幾 乎重疊,效果是不可預(yù)知,協(xié)同作用,以及作為對(duì)立的實(shí)例已報(bào)告。環(huán)境的功能 可能有助于解釋在 miRNA結(jié)合在不同的基因相同的目標(biāo)網(wǎng)站的變化。因此,所 有這些順式作用的功能是重要的考慮因素時(shí)使用記者構(gòu)造,以確定如何以及目標(biāo)
16、識(shí)別miRNA途徑調(diào)控。RNA結(jié)合蛋白(RPBS與靶mRNA關(guān)聯(lián),可以干擾 miRISC吉合或功能。HuR 是一種廣泛表達(dá)的RPB結(jié)合AU豐富的基因序列,通常是保HuR對(duì)CAT1(也稱為SLC7A1抑制miR-122的表達(dá)效果是 RBPRNA結(jié)合蛋白(也稱為ELAV1 護(hù)他們免受退化。的直接miRNA靶調(diào)控的第一個(gè)例子之一。這項(xiàng)研究表明,在人肝癌細(xì)胞的正常 條件下,miR-122的抑制結(jié)合在其3 UTR和封存在P機(jī)構(gòu)的mRNA位點(diǎn)的CAT1mRNA的翻譯。應(yīng)力條件下,如氨基酸饑餓,從P機(jī)構(gòu)的CAT1 mRNA的移動(dòng)回翻譯池,這是伴隨著增加蛋白表達(dá)。這是介導(dǎo)的miRNA的誘導(dǎo)抑制HuR,但一定壓
17、力條件下誘導(dǎo) HuR重定位局部化的細(xì)胞質(zhì)中,它可以結(jié)合AU豐富的CAT13UTF序列。HuR結(jié)合位點(diǎn),是數(shù)百個(gè)核苷酸下游三 miR-122的目標(biāo)的CAT1 的3 UTR序列。盡管如此,HuR的CAT1與廢除miRNA介導(dǎo)的基因通過一種機(jī)制, 是尚未確定的沉默。這 HuR的影響并不局限于 miR-122的調(diào)節(jié),還回答了記者 包含其他miRNA靶網(wǎng)站只要HuR,因?yàn)樗鼈兯姆敲素S富的序列,限制性商 業(yè)慣例的約束。一種可能性是,允許接觸擾動(dòng)要么miRISC約束力或能力來調(diào)節(jié)的mRNA的3 UTR結(jié)構(gòu)可能帶來的 miRNA靶位點(diǎn)附近HuR。HuR的miRNA靶向療效的影響可能是廣泛的。最近兩次的CL
18、IP研究發(fā)現(xiàn)數(shù)百 的HuR結(jié)合位點(diǎn)相鄰或重疊與重讀培養(yǎng)細(xì)胞中的miRNA靶點(diǎn)??傮w而言,與AGO蛋白結(jié)合序列的3UTRs大于75%,還含有HuR互作的位點(diǎn)。有趣的是,只與 miRNA的靶序列重疊的的HuR位點(diǎn)似乎對(duì)抗miRISC調(diào)控的mRNA水平。HuR位 點(diǎn)miRNA的靶序列是從遙遠(yuǎn)的基因缺乏一個(gè)功能性的結(jié)果可能意味著的CAT1是HuR罕見的例子,遠(yuǎn)程工作。另外,這些網(wǎng)站的影響可能被低估,如果更強(qiáng)烈一 些目標(biāo)在翻譯水平的調(diào)控,如果HuR破壞了這種機(jī)制。這種可能性是找到了miR-122的CAT1抑制,主要是通過抑制翻譯起始的支持。因此,HuR可能會(huì)干擾與miRISC功能的不同層次,取決于靶 m
19、RNA的結(jié)合位點(diǎn)的范圍內(nèi)。HuR似乎有雙重作用,在調(diào)節(jié)的 miRNA抑制特定目標(biāo)的能力構(gòu)成。在對(duì)比其 miRNA介導(dǎo)的抑制的CAT1, HuR-MYC基因3 UTR的結(jié)合是必要let-7b的鎮(zhèn)壓這 一目標(biāo),let-7c的miRNA (let-7b/c在共同稱為拮抗作用。這在 HeLa細(xì)胞中的一 節(jié))。HuR結(jié)合非盟豐富的序列是相鄰let-7 b/c的目標(biāo)網(wǎng)站,這種互動(dòng)似乎是必 要的,let-7b/c與Ago2MYC基因mRNA募集。言下之意是,HuR有助于揭露let-7b/c 的目標(biāo)位點(diǎn)或穩(wěn)定miRISC協(xié)會(huì)與MYC基因3 UTR。鑒于這種合作的例子,共存 HuR和miRNA結(jié)合位點(diǎn)可能包括額
20、外的目標(biāo), 在HuR積極影響miRNA途徑調(diào)控 基因。Deadend 1 (DND1)是RBP的miRNA介導(dǎo)的鎮(zhèn)壓的具體目標(biāo),提供優(yōu)惠減免。 在DND1識(shí)別內(nèi)源性靶基因的序列的 miR-430結(jié)合位點(diǎn)附近,似乎減少到miRISC 無障礙的靶點(diǎn)(圖4b),如tdrd7在斑馬魚。DND1自然表達(dá)在脊椎動(dòng)物的原始 生殖細(xì)胞(PGCS,所以它提供了一個(gè)可能的解釋與 miR-430位點(diǎn)如何逃脫這種 原始生殖細(xì)胞中的miRNA的抑制,但不能在體細(xì)胞在斑馬魚早期發(fā)育過程中。 miRISC的調(diào)控幾個(gè)蛋白質(zhì)TRIM-NHL的家庭成員直接關(guān)聯(lián)與AGO蛋白和調(diào)節(jié)能力miRISC抑 制靶基因的表達(dá)。這些蛋白質(zhì)中含有
21、三方序(包括環(huán)型,B盒鋅指和卷曲螺旋域) 耦合到一個(gè)NHL域,HT2A(也被稱為TRIM32)受體蛋白質(zhì)的創(chuàng)始成員,被命名 為:NCL1 (又稱鈣蛋白酶3),和LIN41 (也稱為TRIM71),其中不少是已知含 有E3泛素連接酶的活性。表明,miRNA的復(fù)雜本身LIN41控制下的發(fā)現(xiàn),鼠標(biāo) TRIM-NHL的蛋白質(zhì)LIN41,目標(biāo)AGO蛋白泛素化和蛋白酶體介導(dǎo)的退化。減少AGO蛋白水平的結(jié)果損害 miRNA靶基因的調(diào)控和miRNA的水平下降,協(xié)會(huì)與RISC 促進(jìn)miRNA的穩(wěn)定。因?yàn)長(zhǎng)IN41本身就是由let-7的miRNA的調(diào)控,這是一個(gè)復(fù) 雜的監(jiān)管電路,使LIN41拮抗AGO蛋白的穩(wěn)定性
22、的一部分,和let-7的miRNA的 直接抑制LIN41表達(dá)。減數(shù)分裂因子P26(Mei-P26)是另一個(gè)TRIM-NHL的親蛋白,抵消了 miRNA 途徑。最初命名為在減數(shù)分裂中的作用,Mei-P26是需要適當(dāng)?shù)拇菩怨壣臣?xì)胞的增殖和分化。這種表型至少部分是由于多動(dòng)癥的Mei-P26突變的miRNA途徑。此外,Mei-P26聯(lián)合免疫與 AGO1,這是AGO蛋白,miRNA在果蠅(圖4c) 功能主要是負(fù)責(zé)。它還有待證明,無論是 Mei-P26作為一個(gè)E3為AGO蛋白連接 酶或是否通過另一種機(jī)制,以減少 miRNA的功能和水平普遍行為。相比之下LIN41與Mei-P26,TRIM-NHL的其他
23、家族蛋白正調(diào)控 miRISC功能(圖 4c)。遺傳和生化證據(jù)指向一個(gè) NHL-2 miRNA的焦油調(diào)控線蟲的療效的刺激作用。 NHL-2的損失削弱了一定的 miRNA靶基因的鎮(zhèn)壓,不影響 miRNA表達(dá)水平。在 除了核心miRISC蛋白質(zhì),包括AGO蛋白(線蟲中的ALG-1 和 ALG-2的互動(dòng), NHL-2結(jié)合解旋酶CGH-(RCK和 P54在人類已知的果蠅,ME31和在酵母Dhh1)。 以前的工作有牽連全息-1同源的miRNA途徑,提高NHL-2刺激的功能,這種蛋 白在miRNA的目標(biāo)鎮(zhèn)壓的可能性。TRIM-NHL的蛋白質(zhì)TRIM32的miRISC功能的另一個(gè)積極的調(diào)節(jié)。,TRIM32在小
24、鼠神經(jīng)前體細(xì)胞促進(jìn)部分通過激活的let-7miRNA的分化。TRIM32合作AGO1和濃集,包括let-7的miRNA的析出。通過 一種機(jī)制,是尚未確定,TRIM32增強(qiáng)let-7的介導(dǎo)的鎮(zhèn)壓。TRIM32具有E3連 接酶的活性和無處不在的尖吻鱸 MYC蛋白,促進(jìn)其降解。由于MYC的間接抑制 let-7的表達(dá),通過LIN28 TRIM32增強(qiáng)我們?cè)诙鄬哟?7活動(dòng)。目前,還不清楚是 否的上影響miRISC鎮(zhèn)壓功能要求在TRIM32或NHL2的E3連接酶的活性。除了泛素化,AGO蛋白是受一些其他類型的法規(guī)修飾 (圖4d)。AGO蛋白的 穩(wěn)定性,可調(diào)節(jié)-4-羥基脯。人類細(xì)胞中,I型膠原脯-4-羥化酶
25、(C-P4H(I)修改 在AGO2脯氨酸700。在缺氧條件下,表達(dá)的C的P4H(I)增加,導(dǎo)致修改AGO2 和穩(wěn)定的蛋白質(zhì)。AGO蛋白翻譯后修改的調(diào)節(jié)的 miRISC功能。人類AGO2可以 在多個(gè)位置被磷酸化,雖然尚未確定的因素,促進(jìn)這些修改。一個(gè)AGO2地區(qū)作為一個(gè)小分子RNA的5端結(jié)合口袋的一個(gè)保守的酪氨酸磷酸化的網(wǎng)站地圖。磷 酸化可能是導(dǎo)致結(jié)合miRNA的能力下降,這意味著可以通過磷酸化調(diào)節(jié)的小分 子RNA的AGO蛋白的加載。另一種類型的修改,可以阻礙AGO蛋白的功能是聚(ADP核糖基化)。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),各種應(yīng)激條件刺激特定的聚(ADP核糖)聚合酶(PARPS AGO1-4的修改。
26、如何聚(ADP核糖)干擾前開始抑制靶基 因的表達(dá)能力,目前是一個(gè)謎。a Tiirgtt ittlorotienEnhn匚M “rge*i昨 rnffitiencyb Comftjtibn with RBPsm忙CMde眄屈 targetingefficiwcfnL*A_.Assss-MAEG2代d Modiflcaitiion of iGQ圖4 miRNA靶向調(diào)節(jié)的效率。 microRNA ( miRNA)復(fù)合體識(shí)別和調(diào)控 mRNA的功能,會(huì)受多種因素的影響。a | miRNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(miRISQ結(jié)合并調(diào)控的效率在 3 UTRs區(qū)的靶位點(diǎn)比編碼區(qū)的要高,在這里翻譯核糖體可以使包含部分堿
27、基配對(duì)的miRNA等復(fù)合體的動(dòng)搖。b| RNA結(jié)合蛋白(RB PS,女0 Deade nd 1蛋白(DND1),可以使 miRNA靶點(diǎn)免受miRISQ合。c |與miRISC關(guān)聯(lián)因素可以促進(jìn)(NHL2)或抑制(減數(shù)分裂因子 P26( Mei-P26) 靶向結(jié)合與調(diào)控。d |通過穩(wěn)定蛋白(脯氨酰-4-羥基化)AGO蛋白的修飾可以提高靶向效率, 相反通過結(jié)合小分子 RNA (P,磷酸)、促進(jìn)蛋白不穩(wěn)定性(Ub,泛素)或干涉靶向接觸(聚 核糖基化)等降低 AGO蛋白的活性會(huì)減弱這種能力。靶基因與miRNA調(diào)控的相互作用最近的研究工作表明 miRNA途徑中的調(diào)控是一個(gè)雙行道。不僅 miRNA與它 的靶
28、基因配對(duì)導(dǎo)致抑制靶基因的表達(dá),并且這些相互作用可以影響 miRNA的水 平。靶基因影響miRNA的穩(wěn)定性AGO蛋白似乎是一個(gè)miRNA的穩(wěn)定因素限制。增加任何人類細(xì)胞中的結(jié)果, 在一個(gè)成熟的miRNA水平的普遍上調(diào)四個(gè) AGO蛋白的表達(dá)。同樣,損失的,專 門到線蟲中的miRNA功能的AGO蛋白,ALG-1,結(jié)果在miRNA的豐度減少。這 種效果至少部分解釋由 ALG的能力,以保護(hù)從5-3結(jié)合的miRNA外切酶XRN-1 和XRN-2 (圖5a)。此外,這種保護(hù)作用依賴于 miRNA的目標(biāo)站點(diǎn)的可用性。線 蟲中,記者通常卑微的表達(dá) miRNA的互補(bǔ)位點(diǎn)提高自己的積累。這個(gè)目標(biāo)介導(dǎo) 的miRNA保
29、護(hù)(TMMP)意味著,一些 miRNA水平可與配對(duì)基地的目標(biāo)網(wǎng)站是 密切相關(guān)的。奇怪的是,目標(biāo)序列的相互作用,還可以刺激 miRNA的退化。它已被證明在 果蠅和人類細(xì)胞中,miRNA和目標(biāo)站點(diǎn)之間的廣泛的配對(duì),可以誘導(dǎo)3末端修剪 的miRNA,這是經(jīng)常由增設(shè)非模板(圖 5b)。在82的miRNA的3末端。此外,多種蛋白質(zhì)已被牽連,但尚未確定特定的酶是負(fù)責(zé)修改是基本目標(biāo)網(wǎng)站配對(duì)的 miRNAo尿苷此外miRNA的3末端,但有時(shí)并不總是導(dǎo)致他們的不穩(wěn)定。更近的 動(dòng)力學(xué)研究表明,要么完全配對(duì)或兩個(gè)核苷酸膨脹的目標(biāo)網(wǎng)站的記者介紹,加速了腐爛的人體細(xì)胞中同源的 miRNA并在這兩種情況下,這是一個(gè)單一的
30、尿苷 3此外的miRNA。衰變率是衡量一個(gè)更快的目標(biāo)是能夠完美結(jié)合的miRNA堿基配對(duì),配套程度的互補(bǔ)性和目標(biāo) miRNA的穩(wěn)定效果之間的關(guān)系。調(diào)節(jié)能力的miRNA通過堿基配對(duì)的相互作用穩(wěn)定已篡奪病毒。皰疹病毒編碼7個(gè)U豐富的非編碼RNA-所謂HSURs區(qū)域包含互補(bǔ)的三種靈長(zhǎng)類動(dòng)物的 T細(xì)胞 的miRNA。所有這三個(gè)miRNA的聯(lián)營(yíng)公司,但只有在體內(nèi)的病毒 RNA的miR-27A 與HSUR1通過其相互作用不穩(wěn)定。雖然下調(diào) miR-27A的單純皰疹病毒(HSV感 染的細(xì)胞與一些已知的miR-27A的目標(biāo),這得益于該病毒尚未闡明水平的提高密 切相關(guān)。miR-27A的具體退化可能與較高的互補(bǔ)程度之
31、間的 miR-27A和病毒RNA 比較網(wǎng)站是由其他兩個(gè) miRNA確認(rèn)。即便如此,預(yù)計(jì)將形成配對(duì)的miR-27AHSUR1 只有部分雙工。在堿基配對(duì)的要求為目標(biāo)網(wǎng)站的靈活性,以誘導(dǎo)的miRNA降解是從果蠅提取物,多達(dá)七不匹配仍然可以誘導(dǎo)部分互補(bǔ)的miRNA修剪的體外實(shí)驗(yàn)中也可見一斑。多久的 miRNA配對(duì)內(nèi)的目標(biāo)網(wǎng)站不穩(wěn)定的結(jié)果-這通常包括幾 個(gè)不匹配和膨脹核苷酸尚未確定。靶基因影響miRNA的功能正如miRNA靶基因的表達(dá),可以通過比其他基因不穩(wěn)定的機(jī)制壓抑,miRNA的活性可以抑制靶相互作用不一定導(dǎo)致在 miRNA水平的變化(圖5。被發(fā)現(xiàn)在 擬南芥磷饑餓反應(yīng)路徑單向的自然影響一個(gè)miRNA
32、的調(diào)節(jié)能力,另一個(gè)目標(biāo)的miRNAs的活動(dòng)。在植目標(biāo)的第一個(gè)例子。當(dāng)植物的無機(jī)磷,miR399水平的提高,假定泛素結(jié)合酶E224 (PHO2的)靶mRNA其中包含多個(gè)近乎完美的 miR399互補(bǔ)的網(wǎng)站的分裂,導(dǎo) 致被剝奪。另一種是在磷饑餓誘導(dǎo)的 RNA是由磷饑餓(IPS!誘導(dǎo)的ncRNA的。 作為各級(jí)IPS1上升,PHO2的退化衰減,因?yàn)?miR399活動(dòng)將被重定向到目標(biāo)網(wǎng) 站在IPS1雙工之間IPS1RNA和 miR399在不匹配,防止分裂的中心地區(qū)。這種 目標(biāo)網(wǎng)站的類型允許IPS1的堅(jiān)持和封存從其他目標(biāo)的 miRNA。由于這一發(fā)現(xiàn), 利用“目標(biāo)模仿”已作為一個(gè)強(qiáng)大的工具抑制體內(nèi)特異性miR
33、156。物中,已設(shè)計(jì)包含非裂解 miRNA的目標(biāo),網(wǎng)站的RNA可以滴定多個(gè)miRNA的類 似序列的功能,有效地消耗 miRNA的家庭,以測(cè)試他們的生物學(xué)作用。例如擬 南芥miR156家族,其中包括10個(gè)高度相關(guān)的miRNA,非裂解目標(biāo)位點(diǎn),在植 物的葉子少,表型,是相反的植物過量表達(dá)為普通的miRNA的目標(biāo)之間的競(jìng)爭(zhēng)可能會(huì)廣泛影響個(gè)人目標(biāo)的miRNA調(diào)控的效力的想法,已分最近的研究在動(dòng)物細(xì)胞中亂舞。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,磷酸酶 和張力蛋白(PTEN基因)的腫瘤抑制功能是極其敏感的劑量。一個(gè)計(jì)算搜索的 RNA能夠充當(dāng)誘餌的PTEN基因的miRNA,從而可能影響其表達(dá)水平,導(dǎo)致了超 過100個(gè)蛋白編碼
34、基因,分享多個(gè)miRNA的靶標(biāo)位點(diǎn)與PTEN的候選人名單。憑 相同的miRNA靶位點(diǎn),這些相互競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)源性的 RNA (ceRNAS相互調(diào)節(jié)彼此 的表達(dá)。因?yàn)閺倪@個(gè)抑癌基因 PTEN的ceRNAs滴定壓制性的miRNA,他們代表 在癌基因網(wǎng)絡(luò)的新的候選人。鋅指 E盒結(jié)合同源2 (ZEB2驗(yàn)證作為一個(gè)PTEN 等CERNA以往的研究表明,ZEB2是一種轉(zhuǎn)錄因子,抑制上皮細(xì)胞的分化狀態(tài) 所必需的基因,并可能在某些癌癥的致癌作用。因此, mRNA和蛋白ZEB2可以 在某些情況下有沖突的生物學(xué)功能。蛋白質(zhì)編碼的miRNA表達(dá)在人腦膠質(zhì)瘤型材的大型分析導(dǎo)致CON結(jié)論的,PTEN 基數(shù)以千計(jì)的成績(jī)單可作為
35、目標(biāo)誘餌行事。幾個(gè)與癌癥相關(guān)的基因,包括 因,嵌入的基因,可以交叉滴定共同 miRNA的活性調(diào)節(jié)彼此的網(wǎng)絡(luò)。因此,多 個(gè)ceRNAs的組合效應(yīng),可以有一個(gè)基因表達(dá)和細(xì)胞表型的產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。一個(gè)含義是先前所描述的研究,RNA miRNA靶網(wǎng)站任何可能作為CERNA運(yùn) 作。因此長(zhǎng)IncRNA (IncRNAS的miRNA活性匯運(yùn)作的總理候選人。IncRNAs被 廣泛定義為表示RNA的長(zhǎng)度超過200NT缺乏明顯的蛋白編碼能力。具體IncRNAs 已經(jīng)證明,通過染色質(zhì)相互作用和轉(zhuǎn)錄后的事件, 如mRNA加工和退化,分別交 互剪接因子和3UTR元素,調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄。miRNA的誘餌,現(xiàn)在可以添加越來越多 n
36、cRNA功能的。IncRNA LINC-MD型調(diào)節(jié)肌肉分化螯合miRNA的靶蛋白編碼基因, 需要激活的分化程序。此外,在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,假基因PTEN1包含的miRNA結(jié)合位點(diǎn),是那些在其3UTR中PTEN共同。這些網(wǎng)站在另一個(gè)目標(biāo)模仿的情況 下產(chǎn)生之間PTEN和PTEN1的相互調(diào)節(jié)。這種交叉調(diào)節(jié)的一個(gè)令人費(fèi)解的方面是, PTEN1談話表示比大多數(shù)研究的細(xì)胞類型中 PTEN的水平要低得多,提高假的RNA 如何可以有效地滴定 PTEN基因的miRNA的問題??傮w而言,假和IncRNAs的, 充當(dāng)ceRNAs支持miRNA活性的調(diào)節(jié)是由多種類型的靶相互作用調(diào)整的想法。即使在實(shí)現(xiàn)了巨大的潛力自然 m
37、iRNA的目標(biāo)誘餌,成績(jī)單,可以隔離特定的 miRNA在植物和動(dòng)物細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)工具。鑒于他們的能力來吸收的miRNA, miRNA 的“海綿”已表示,在多種細(xì)胞系統(tǒng)研究特定 miRNA的功能或相關(guān)miRNA的群體。通常情況下,miRNA的海綿組成部分感興趣的 miRNA互補(bǔ)的多個(gè)站點(diǎn)。 因?yàn)榉N子配對(duì)miRNA的靶相互作用有時(shí)是足夠的,海綿可以設(shè)計(jì)滴定整個(gè)家庭 共享相同的5端序列的miRNA。雖然海綿的RNA的設(shè)計(jì),以獲得高效表達(dá),來 隔離特定的miRNA,發(fā)現(xiàn)miRNA的針對(duì)自然ceRNAs的廣泛調(diào)控引發(fā)任何異位 RNA, miRNA調(diào)控下的基因網(wǎng)絡(luò)的潛在影響表示關(guān)注。bAAAirni f.圖5
38、靶基因調(diào)控 miRNA的穩(wěn)定性和功能。靶位點(diǎn)的存在和類型可以影響特定micro- RNA(miRNA)的穩(wěn)定水平,并且可以提供靶基因競(jìng)爭(zhēng)去抑制miRNA復(fù)合體。a|在某些情況下,miRNA與Argonaute蛋白的結(jié)合是通過的與靶基因相互作用、抑制釋放和核酸內(nèi)切酶活性降低達(dá)到穩(wěn)態(tài)的。b|在其他情況下,miRNA與靶序列的穩(wěn)定配對(duì)導(dǎo)致 miRNA3末端修剪和成尾,通常伴隨多尿苷,進(jìn)而標(biāo)記、降解。c|帶靶位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄本與一個(gè)普通的miRNA進(jìn)行識(shí)別的競(jìng)爭(zhēng)。通過某個(gè) RNA影響的miRNA復(fù)合體可以通過其他抑制得到釋放。結(jié)論最近發(fā)現(xiàn),miRNAs可以調(diào)節(jié)和靶相互作用調(diào)控具有深遠(yuǎn)的影響,了解他們?cè)诨蛘{(diào)控中的作用。這種相互交織的關(guān)系,提出了許多關(guān)于如何在體內(nèi)的功能 miRNA的目標(biāo)問題。在該領(lǐng)域的原始和剩下的挑戰(zhàn)是能夠預(yù)測(cè)miRNA靶
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