发现垃圾RNA分子在细胞对压力的反应中起关键作用

马萨诸塞州综合医院(MGH)研究人员的一项研究发现了一种令人惊讶的作用，被认为是一种无功能的“垃圾”RNA分子：控制细胞对压力的反应。研究人员在12月15日出版的“ 细胞”杂志的报告中描述了先前已知抑制基因转录的两个元素之间的高度特异性相互作用-B2 RNA和EZH2(一种以前只知道沉默基因的酶)实际上诱导表达小鼠细胞中的应激反应基因。

“EZH2是一种叫做Polycomb Repressive Complex 2的结构的一部分，它可以沉默目标基因，”该报告的高级作者MGH分子生物学系的医学博士Jeannie T. Lee说。“但该领域的一个重大悖论是，EZH2存在于活性和非活性基因的位点。我们首次证明EZH2可以在PRC2复合物之外起作用，通过另一种机制激活基因。这种情况下，通过切割B2 RNA分子，然后激活应激反应基因。“

哺乳动物中不到2%的基因组实际上编码蛋白质，多年来人们认为非编码DNA是无用的神器。虽然有些被翻译成维持和调节细胞功能所需的RNA分子 - 例如转移RNA和微小RNA - 但大多数非编码RNA不起作用的印象仍然存在。对于长的非编码RNA尤其如此，并且对于从“寄生”反转录转座子转录的分子来说甚至更是如此 - 在整个基因组中插入的重复DNA序列。但最近对小鼠细胞的研究表明，从B2反转录转座子转录的RNA与应激基因结合并抑制其转录。

Lee团队成员先前的研究发现了超过9,000个与EZH2结合的核转录本。来自该研究的数据还表明EZH2与一些重复的RNA相互作用 - 包括反转录转座子转录的RNA - 但当时关联不清楚。目前的研究旨在调查这种关联是否真实和有效。他们的细胞实验证实EZH2与B2 RNA结合，并且当受热时，切割或切割RNA分子。B2 RNA的裂解 - 否则结合并沉默基因，以防止热休克引起的细胞损伤 - 允许这些热休克基因的转录。

“我们的研究结果暗示B2是应激反应的关键调节因子，可能在所有类型的细胞中起作用，”哈佛医学院遗传学教授李说。“我们和其他人已经在小鼠中研究过B2细胞，但这些相同类型的短散在的核元素存在于人类细胞中，它们是完全不同的。虽然人类的SINE是否具有相似的特性还有待观察，但我不会他们这样做会感到惊讶。“

未来的研究将调查EZH2被压力基因吸引的具体机制以及它如何切割B2 RNA分子。由于细胞应激反应既可以预防某些重要疾病，也可以在治疗上诱导 - 例如，阻断癌细胞的增殖 - 提高对应激反应的理解可能对人类健康做出重要贡献。