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      寄生蟲基因與宿主之間的共同進(jìn)化
      
			
      
				2019-03-20 10:08:01
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      丹麥的一個(gè)研究小組描繪了一種“寄生”非編碼RNA基因與其在人體細(xì)胞中編碼蛋白質(zhì)的“宿主”基因之間的復(fù)雜共生關(guān)系。該研究揭示了宿主基因和寄生蟲基因的共同進(jìn)化是如何形成一種反饋機(jī)制，其中寄生蟲基因作為宿主基因蛋白生產(chǎn)的調(diào)節(jié)劑起著全新的和令人驚訝的作用。這一突破性發(fā)現(xiàn)為基因表達(dá)開辟了一條全新的研究途徑。
      

      寄生蟲基因與宿主之間的共同進(jìn)化
      

      人體細(xì)胞中存在許多類型的RNA，它們不能作為蛋白質(zhì)產(chǎn)生的“配方”。這些被稱為非編碼RNA，并且通常執(zhí)行細(xì)胞功能和一般健康所需的其他工作。所謂的小snoRNA位于細(xì)胞核中。這些RNA在其他類型的非編碼RNA的生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，更具體地說是稱為核糖體的蛋白質(zhì)生產(chǎn)工廠。snoRNA可以通過改變核糖體RNA中的化學(xué)基團(tuán)來指導(dǎo)核糖體的折疊和成熟。這項(xiàng)工作是與蛋白質(zhì)合作進(jìn)行的，這些蛋白質(zhì)既可以幫助snoRNA找到目標(biāo)RNA，也可以在非常特定的位置進(jìn)行化學(xué)變化。
      

      SnoRNA的功能在進(jìn)化的早期出現(xiàn)，并且存在于所有古細(xì)菌和真核細(xì)胞中。雖然它們的功能和結(jié)構(gòu)在整個(gè)進(jìn)化過程中得以保留，但細(xì)胞類型之間snoRNA的產(chǎn)生是非常通用的。在人類中，大多數(shù)snoRNA基因位于高表達(dá)的蛋白質(zhì)編碼或非編碼宿主基因中，更確切地說，位于稱為內(nèi)含子的宿主基因的部分中;在剪接過程中在成熟RNA合成過程中排除的宿主基因的元件。這意味著snoRNA的產(chǎn)生依賴于宿主基因的表達(dá)。
      

      當(dāng)研究小組研究了這樣的snoRNA宿主基因時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了一種特定的snoRNA，它被證明在細(xì)胞中具有替代的基于snoRNA的任務(wù)。他們發(fā)現(xiàn)，這種snoRNA不是輔助核糖體生成，而是作為宿主基因表達(dá)的傳感器和主開關(guān)，它編碼snoRNA結(jié)合蛋白，這種蛋白本身就是snoRNA的作用所必需的(圖1)。
      

      結(jié)果支持一種模型，其中通過結(jié)構(gòu)變化，snoRNA可以調(diào)節(jié)宿主基因的剪接過程。在高snoRNA蛋白水平下，snoRNA結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致宿主基因RNA的可選剪接，這將最終阻止snoRNA蛋白的進(jìn)一步產(chǎn)生。相反，缺乏snoRNA蛋白將導(dǎo)致基因表達(dá)期間不同的snoRNA結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致snoRNA蛋白產(chǎn)生增加。
      

      因此，未覆蓋的反饋機(jī)制確保了snoRNA蛋白水平與全球snoRNA水平之間的精確協(xié)調(diào)，最終確保其他重要的RNA可以被正確修飾和生產(chǎn)。重要的非編碼RNA的錯(cuò)誤調(diào)節(jié)通常與癌癥和疾病的發(fā)展有關(guān)，這強(qiáng)調(diào)需要更深入地了解細(xì)胞維持嚴(yán)格水平的功能性snoRNA-蛋白復(fù)合物的策略。此外，這些結(jié)果有力地證明了整個(gè)進(jìn)化過程中位于宿主基因中的snoRNA寄生基因已經(jīng)發(fā)揮了新的重要作用，例如基因表達(dá)的調(diào)控。(圖2)。這開辟了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域，其中可以發(fā)現(xiàn)其他snoRNA調(diào)節(jié)的細(xì)胞機(jī)制。
      
			

			
        
      
			
      
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