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Cell:Xist基因与RNA结合蛋白系统被发现

长非编码RNA(lncRNA)是长达两百个核苷酸以上的转录本,绝大多数位于细胞核内。虽然lncRNA没有编码任何蛋白质,但它们在不同组织和发育阶段的表达依然具有特异性,这说明lncRNA具有重要的生物学意义。在测序技术的帮助下,人们已经发现了数千种lncRNA,但这些lncRNA的生物学功能依然还是个谜。


众所周知,要了解一个分子的功能,应该去寻找它的搭档。2011年,斯坦福大学的Howard Chang教授开发了ChIRP技术(chromatin isolation by RNA purification),该技术可以在全基因组范围内鉴定RNA与染色质的互作,被不同领域的研究者们广泛采用。(延伸阅读:从互作揭开lncRNA的秘密)


非编码RNA(ncRNA)往往与蛋白质协作,生成复杂的结构,并参与细胞调控。 为了揭示非编码RNA-蛋白质复合体(RNP)的组成和动态,Howard Chang教授最近在ChIRP的基础上开发了质谱分析技术ChIRP-MS。这是一种RNA导向的蛋白质组学技术(RNA-directed proteomics),能够全面鉴定特定非编码RNA的结合蛋白。这一成果发表在四月二日的Cell杂志上。


Howard Chang教授曾入选HHMI2009年早期职业科学家项目(2009 Early Career Scientist Program),获得百万美元资助。这项计划会在6年中为每一位入选科学家提供包括薪酬,福利和研究预算在内的,超过150万美元的经费支持,这些科学家也会被聘为霍华德休斯医学研究院的全职研究员。近几年Howard Chang教授多次在Nature等顶级期刊上发表成果。


研究人员在这项研究中用ChIRP-MS分析了四种ncRNA,捕捉到了与它们发生互作的关键蛋白。Xist是X染色体失活(XCI)所必需的lncRNA。研究显示,在X染色体失活的过程中,Xist lncRNA分两步与多达81种蛋白结合,包括染色质修饰蛋白、细胞核基质蛋白、以及RNA重塑通路(RNA remodeling pathway)中的蛋白。举例来说,蛋白HnrnpK参与了Xist介导的基因沉默和组蛋白修饰,蛋白Spen与基因沉默有关。


这项研究为人们提供了一个研究非编码RNA的有力工具,并由此展示了Xist lncRNA在X染色体失活中起到的具体作用。


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