細(xì)胞質(zhì)是lncRNA行使功能的重要場(chǎng)所，在這里，它都扮演了哪些角色呢？...
當(dāng)日之星lncRNA，在科研領(lǐng)域，大放異彩。無數(shù)的研究報(bào)道，如雨后春筍，令人應(yīng)接不暇。然而，作為該領(lǐng)域中的初學(xué)者，很多時(shí)候，當(dāng)我們拿到一個(gè)感興趣的lncRNA時(shí)，確不知從何入手。今天，小編和大家分享一篇講述lncRNA在細(xì)胞質(zhì)中調(diào)控功能的綜述，希望對(duì)大家今后的研究有所啟示。
在轉(zhuǎn)錄組研究領(lǐng)域，長(zhǎng)鏈非編碼RNA研究如火如荼?，F(xiàn)有的研究表明，lncRNA在細(xì)胞中的不同部位發(fā)揮不同的作用。在細(xì)胞核中，lncRNA控制基因的表觀遺傳狀態(tài)，參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控，涉及到可變剪切過程等。與此同時(shí)，研究也顯示，在細(xì)胞質(zhì)中也存在著大量的lncRNA，參與了轉(zhuǎn)錄后調(diào)控：mRNA穩(wěn)定和翻譯調(diào)控，ceRNAs等等。
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lncRNA調(diào)控mRNA在胞質(zhì)中的穩(wěn)定性
在細(xì)胞質(zhì)中，lncRNA可以靶向mRNA的轉(zhuǎn)錄本，調(diào)控其穩(wěn)定性。如half-STAU1-binding site RNAs(1/2-sbsRNAs)和growth arrested DNA-damage inducible gene 7(gadd7)可降低mRNA的穩(wěn)定性，而β-secretase1的反義鏈轉(zhuǎn)錄本（BACE1-AS）和the terminal differentiation-induced ncRNA (TINCR)則增加mRNA的穩(wěn)定性。
mRNA的3’UTR區(qū)可結(jié)合STAU1而降解。同時(shí)，STAU1上的Alu原件也可以和1/2-sbsRNAs結(jié)合。當(dāng)該lncRNA與之結(jié)合后，就可以招募其他蛋白集合到mRNAs上，進(jìn)而調(diào)控其降解過程。當(dāng)在細(xì)胞中敲降1/2-sbsRNAs時(shí)，SERPINE1和FLJ21870 mRNA表達(dá)水平顯著提高。
gadd7是一個(gè)長(zhǎng)度為754-nt的lncRNA，可通過DNA傷害和生長(zhǎng)抑制誘導(dǎo)表達(dá)。研究表明，當(dāng)暴露于UV照射時(shí)，gadd7可以結(jié)合TAR DNA-binding蛋白（TDP-43）增強(qiáng)。在CHO細(xì)胞中，TDP-43可以激活cdk6的表達(dá)。因此，當(dāng)UV誘導(dǎo)時(shí)，由于gadd7結(jié)合TDP-43的增強(qiáng)而降低了其與cdk6 mRNA的結(jié)合，進(jìn)而使cdk6降解，抑制了細(xì)胞周期過程。
當(dāng)HEK-SW細(xì)胞暴露于Aβ-42時(shí)，BACE1-AS競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合BACE1，影響miR-485-5p結(jié)合到BACE1的第六個(gè)外顯子區(qū)，增加BACE1 mRNA的穩(wěn)定性。
TINCR是一個(gè)編碼3.7-kb的lncRNA，影響表皮細(xì)胞分化。TINCR通過一個(gè)25-nt”TINCR box”motif結(jié)合mRNA。TINCR通過與STAU1蛋白結(jié)合而調(diào)控KRT80的穩(wěn)定性。
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lncRNA調(diào)控mRNA的翻譯過程
mRNA通過翻譯成蛋白行使生物學(xué)功能，在這個(gè)過程中，lncRNA可以抑制或促進(jìn)翻譯過程。
lincRNA-p21是p53信號(hào)通路共抑制子1（Trp53cor1），可以負(fù)調(diào)控CTNNB1和JUNB的翻譯過程。當(dāng)HuR表達(dá)減弱時(shí)，lincRNA-p21變得穩(wěn)定，結(jié)合到CTNNB1 和JUNB mRNAs影響其翻譯過程。
最近的研究發(fā)現(xiàn)小鼠ubiquitin carboxy terminal hydrolase L1 (Uchl1)的反義鏈轉(zhuǎn)錄本AS Uchl1可以互補(bǔ)性結(jié)合到Uchl1的mRNA上激活其翻譯過程。AS Uchl1的活性依賴于與Uchl1 mRNA 的 5’端的73-nt的互補(bǔ)序列和嵌入的SINEB2重復(fù)原件實(shí)現(xiàn)。
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lncRNA作為內(nèi)源競(jìng)爭(zhēng)性RNA（ceRNAs）
通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA，lncRNA作為內(nèi)源性競(jìng)爭(zhēng)RNA（ceRNAs）是lncRNA在細(xì)胞質(zhì)中發(fā)揮功能的重要方式。ceRNAs通過捕獲miRNA而保護(hù)他們的靶基因mRNA。
HULC是一個(gè)在肝癌中顯著高表達(dá)的lncRNA。研究表明，HULC可以作為miR-372的sponge，調(diào)控PRKACB的表達(dá)。同時(shí)，PRKACB可以誘導(dǎo)CREB的磷酸化，反過來刺激HULC的表達(dá)。
linc-MD1是肌肉特異性的lncRNA，和肌肉分化生成相關(guān)，可以特異性結(jié)合miR-133和miR-135，進(jìn)而影響下游靶基因MAML1和MEF2C。當(dāng)linc-MD1低表達(dá)時(shí)，MAML1和MEF2C的表達(dá)也受到抑制，當(dāng)高表達(dá)時(shí)，他們表達(dá)也提高。這與linc-MD1和這兩個(gè)基因直接競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA相關(guān)。
此外，circRNA也被證明可作為miRNA的sponge，CDR1as包含74個(gè)miR-7的結(jié)合位點(diǎn)，circSry包含16個(gè)miR-138結(jié)合位點(diǎn)，也是典型的ceRNAs。
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lncRNA作為miRNA的前體
研究顯示，大約有100個(gè)左右的lncRNA可以生成miRNAs，他們可以在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中加工生成具有生物學(xué)功能的miRNAs。
H19作為印記基因而被大家所知。研究表明，在HEK293細(xì)胞中，H19可以作為let-7家族miRNAs的sponge。然而，有研究顯示，H19的第一個(gè)外顯子能夠生成miR-675-3p和miR-675-5p。miR-675-3p可以靶向smad1和smad5，影響B(tài)MP通路；miR-675-5p可靶向Cdc6，調(diào)控DNA復(fù)制。在胚胎發(fā)育和胃癌中的研究也發(fā)現(xiàn)，H19可通過miR-675發(fā)揮生物學(xué)功能。
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lncRNA參與蛋白修飾
近來的研究顯示，一些lncRNA還參與蛋白的修飾過程，包括泛素化和磷酸化調(diào)控。
lnc-DC在人dendritic cells(DCs)中特異性表達(dá)，在胞質(zhì)中靶定STAT3促進(jìn)其磷酸化。敲降lnc-DC后可以抑制DC細(xì)胞的分化過程。
NF-κB互作lncRNA(NKILA)直接靶定IκB，阻止IKK誘導(dǎo)IκB磷酸化，抑制NF-κB的活性。
此外，lincRNA-p21通過破壞VHL和HIF-1α的結(jié)合，調(diào)控HIF-1α泛素化，促進(jìn)在缺氧下的糖酵解過程。
小編點(diǎn)評(píng)
以上內(nèi)容總結(jié)了lncRNA在細(xì)胞質(zhì)中的主要生物學(xué)功能，包括mRNA的穩(wěn)定，翻譯過程，作為ceRNAs參與mRNA轉(zhuǎn)錄后調(diào)控，生成miRNA和參與蛋白修飾過程。雖然目前已知參與這些功能的lncRNA還很少，但我們有理由相信，更多未知功能的lncRNA中有很多都是通過這些模式實(shí)現(xiàn)。因此，當(dāng)我們研究某一個(gè)lncRNA時(shí)，先看看它的定位吧。如果一個(gè)lncRNA主要在細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，那么不妨從上面的幾種調(diào)控方式入手吧。
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