mRNA的负反馈调节
2006 PNAS
Small dsRNAs induce transcriptional activation in human cells
这篇论文试图解决什么问题？
该论文试图揭示小双链RNA(small dsRNAs)是否可以在人类细胞中激活基因表达。传统上，dsRNAs被认为主要用于基因沉默，但本研究探索了它们在转录水平上激活基因的可能性。
主要研究内容和结论
- 实验设计：研究人员设计并合成了针对E-cadherin、p21WAF1/CIP1(p21) 和 VEGF 基因启动子区域的21-nt dsRNAs。
- 结果：
- E-cadherin：在PC-3和DU-145细胞中，dsRNAs显著诱导了E-cadherin的mRNA和蛋白质表达，并且这种效应可以持续至少13天。
- p21：dsP21–322在多种细胞系中显著诱导了p21的表达。
- VEGF：dsVEGF-706在HeLa细胞中诱导了VEGF的表达。
- 机制探讨：
- dsRNA诱导的基因激活依赖于Argonaute 2 (Ago2)蛋白。
- dsRNA诱导的基因激活与组蛋白H3第9位赖氨酸甲基化减少有关。
- dsRNA的5’端"种子"序列对于激活靶基因至关重要。
- 特异性验证：通过突变分析、对照实验及干扰素反应检测，证实了dsRNA介导的基因激活是序列特异性的。
论文的贡献
- 首次证明了dsRNAs可以在人类细胞中激活基因表达，而不仅仅是抑制。
- 揭示了dsRNA介导的转录激活(RNAa)的新机制，为理解小RNA分子在基因表达调控中的多样性提供了新视角。
- 提出了dsRNA作为潜在治疗工具用于靶向基因激活的可能性。
研究意义
这项研究不仅扩展了我们对小RNA功能的理解，还为开发基于dsRNA的新型治疗方法提供了理论基础。特别是对于那些因表观遗传沉默而导致的疾病(如癌症)，dsRNA可能成为一种有效的治疗手段。
未来的研究方向
- 进一步探索dsRNA介导的基因激活的具体分子机制。
- 研究其他类型的小RNA是否也具有类似的功能。
- 开发更高效的dsRNA递送系统以提高其临床应用潜力。
- 深入研究不同细胞类型中dsRNA响应差异的原因。
相关文献引用
以下文献涉及RTCB或RNA连接(RNA ligation)相关内容：
- Elbashir SM, Harborth J, Lendeckel W, Yalcin A, Weber K, Tuschl T (2001) Nature 411:494–498.
- Meister G, Landthaler M, Patkaniowska A, Dorsett Y, Teng G, Tuschl T (2004) Mol Cell 15:185–197.
- Reynolds A, Leake D, Boese Q, Scaringe S, Marshall WS, Khvorova A (2004) Nat Biotechnol 22:326–330.
以上引用文献虽然没有直接提到RTCB或RNA ligation，但在siRNA设计规则和RNAi机制方面提供了重要背景信息。
2013 Cell
Gene Expression Is Circular: Factors for mRNA Degradation Also Foster mRNA Synthesis
这篇论文试图解决什么问题？
这篇论文试图揭示mRNA降解因子在基因表达中的双重角色：不仅参与mRNA的降解，还促进其合成。具体来说，它探讨了这些因子如何通过核质穿梭影响转录，并解释了这种机制如何使基因表达成为一个循环过程。
主要研究内容和结论
主要研究内容
- mRNA水平的稳定性：研究发现大多数酵母mRNA通过细胞质中的5’到3’途径(即"降解体")被降解。然而，这些mRNA的水平对降解途径的扰动非常稳定，因为缺陷导致转录下调。
- 降解因子的核质穿梭：这些因子在细胞质和细胞核之间来回移动，依赖于正确的mRNA降解。在细胞核中，它们优先结合到转录起始位点上游约30bp处并直接刺激转录启动和延伸。
- 转录与mRNA降解的联系：降解体在转录中的作用与其在细胞质中mRNA降解的作用是相互关联的，这种关联似乎取决于其组分的正确穿梭。
- 实验验证：通过基因敲除、荧光原位杂交(FISH)、染色质免疫沉淀(ChIP)等技术验证了上述发现。
关键结论
- 基因表达过程是循环的，其中mRNA合成的第一阶段和最后阶段相互连接。
- mRNA降解因子不仅负责mRNA的降解，还在转录过程中扮演重要角色。
- Xrn1p等降解因子的活性与其在细胞内的定位密切相关，影响着转录效率。
论文的贡献
本文首次提出了mRNA降解因子具有促进转录的功能，改变了传统上认为这些因子仅参与降解的观点。此外，研究揭示了基因表达调控的新机制，即mRNA降解与合成之间的紧密联系，为理解真核生物基因表达提供了新的视角。
研究意义
这项研究对学术界有重要意义，因为它揭示了一个全新的基因表达调控模式，即mRNA降解和合成并不是孤立的过程，而是相互依存的整体系统的一部分。这一发现有助于深入理解基因表达调控的复杂性，并可能为开发新的治疗策略提供理论依据。
未来的研究方向
作者建议未来可以进一步探索以下几个方面：
- 探讨不同类型的mRNA降解因子在转录调控中的具体机制。
- 研究其他物种中是否存在类似的基因表达循环现象。
- 深入解析降解因子如何精确地调节特定基因的表达。
相关文献引用
文中引用了多项关于mRNA降解及转录调控的经典研究，但并未特别提及与RTCB或RNA ligation相关的文献。以下是部分相关引用：
- Anderson, J.S., and Parker, R.P. (1998). EMBO J. 17, 1497–1506.
- Coller, J., and Parker, R. (2004). Annu. Rev. Biochem. 73, 861–890.
- He, F., et al. (2003). Mol. Cell 12, 1439–1452.
- Komili, S., and Silver, P.A. (2008). Nat. Rev. Genet. 9, 38–48.
- Parker, R. (2012). Genetics 191, 671–702.
- Pérez-Ortín, J.E., et al. (2013). J. Mol. Biol. Published online March 4, 2013.
这些文献为理解mRNA代谢过程中的关键步骤提供了基础，包括mRNA降解路径、转录调控以及两者之间的潜在联系。