非編碼RNAXist調(diào)節(jié)X染色體失活的分子機制

1、非編碼RNAXist調(diào)節(jié)X染色體失活的分子機制X染色體失活是BarrML在分析應激引起貓神經(jīng)元顯微結(jié)構(gòu)改變時偶然發(fā)現(xiàn)的巴氏小體1。LyonMF在1961年弄清了巴氏小體包含異染色質(zhì)的X染色體,并由此認識了失活2。Xist介導的X染色體失活是表觀遺傳研究的一個典范,該系統(tǒng)能使一整條染色體變?yōu)楫惾緺顟B(tài)?，F(xiàn)就非編碼RNAXist調(diào)節(jié)X染色體失活的分子機制綜述如下。1Xist與X染色體的計數(shù)二倍體卵細胞中存在一種計數(shù)機制用于感知X染色體的數(shù)量,當它的數(shù)量超過1條時,只有一條X染色體上的Xic區(qū)誘導Xist的轉(zhuǎn)錄表達進而使其失活;同時,另一條X染色體被保護起來。對Xic區(qū)遺傳缺失研究表明,Xist的轉(zhuǎn)錄

2、受Xic區(qū)的正調(diào)控和負調(diào)控,并且XistRNA的穩(wěn)定性也影響其量的積累3。利用小鼠ES細胞基因敲除實驗進一步研究Xic區(qū)中不同元件的功能,部分Xist的序列缺失不影響X染色體的計數(shù),這表明對X染色體沉默有重要作用的Xist序列對染色體計數(shù)是非必需的;此外,Xist序列啟動子區(qū)的缺失也不影響細胞的計數(shù)功能,表明Xist轉(zhuǎn)錄本身對計數(shù)是非必需的4。尋找卵細胞中的感受因子，以及如何介導Xist的轉(zhuǎn)錄表達，可能是X染色體計數(shù)機制研究的方向之一。2Xist與X染色體失活的選擇X染色體的數(shù)量確定以后,卵細胞即啟動選擇機制來決定哪條染色體失活。近年用高分辨率的FISH研究證實在X染色體失活的關(guān)鍵時刻,2條染

3、色體緊密接觸5。Nico-demi等用熱力學原理發(fā)現(xiàn)X染色體緊密接觸不久,蛋白栓的組成物質(zhì)開始聚集在2條X染色體的Xic區(qū)周圍，兩團蛋白之間開始競爭；其中一個初具模型的蛋白栓勉強獲勝并達到一個能級能夠?qū)⑿纬?個栓的所有物質(zhì)聚集為一個蛋白栓;最終的蛋白栓關(guān)閉了其所在X染色體上的Xist基因,維持了這條染色體的活性,另一條X染色體失活6。3Xist與X染色體失活的起始基于對X染色體的遺傳學研究，鑒定出位于人Xq13上的一段區(qū)域?qū)σl(fā)X失活是必要的，它因此被稱為X失活中心(Xinactivationcenter,Xic)。通過圖位克隆發(fā)現(xiàn)人的Xist(Xi-specifictranscript)基因

4、位于Xq13區(qū)帶,并且只在失活的X染色體(Xi)上表達7oXist基因的產(chǎn)物使非編碼RNA從Xic處轉(zhuǎn)錄并雙向擴散至整個X染色體,導致異染色質(zhì)化8。小鼠基因敲除實驗證明Xist是X染色體失活必須的,從而確定了Xist作為關(guān)鍵調(diào)控基因的地位9。對實驗小鼠進行的研究揭示了Xist基因表達以發(fā)育調(diào)控的方式進行。在胞內(nèi)細胞群(ICM)2條X染色體均能以低水平表達Xist,但它們僅能在轉(zhuǎn)錄位點積累。X失活的起始早于囊胚期,約在胚胎發(fā)育的第5天左右,這時,2個Xist等位基因的表達也出現(xiàn)了差別，1個位點的XistRNA出現(xiàn)了高表達并且與失活X染色體順式相連,另一個位點的Xist基因表達量仍保持低水平,帶有

5、這個位點的X染色體就成為活性X染色體3。即在胚胎細胞分化過程中,雌性卵細胞經(jīng)歷了一個低水平雙等位Xist基因表達一分化雙等位Xist基因表達一高水平單等位Xist基因表達的過程。4Xist與X染色體失活的維持卵細胞中覆蓋于失活X染色體上的XistRNA外觀呈簇集顆粒狀，其功能不受DNase與RNaseH的影響,這表明XistRNA并未與DNAg角4。XistRNA可能是通過使失活X染色體在S相復制起作用的,這同時導致在較晚復制的染色體上異染色質(zhì)的形成10。XistRNA也可能在失活X染色體的組蛋白乙?；{(diào)節(jié)中起作用,它可以阻礙組蛋白乙酰化轉(zhuǎn)移酶的作用或召集組蛋白去乙?；?1。XIST并不足以維持體細胞雜交體中X染色體的失活，同時,XIST也不是X失活的維持所必需的,在X失活的維持中起主要作用的是DNA勺甲基化12o對X染色體失活機制的研究將有助于增加我們對基因表達調(diào)控機