哥廷根大学新发现：非编码RNA在基因表达中的作用

近日，来自哥廷根大学的研究团队提出了一项新发现，该团队由Heike Krebber博士领导，揭示了双链RNA（dsRNA）在基因表达过程中具有重要作用。研究表明，反义RNA（asRNA）与信使RNA（mRNA）结合形成双链RNA，可以优先从细胞核出口到细胞质，从而促进基因表达。简而言之，在基因表达的关键环节中，编码蛋白质的mRNA与非编码反义RNA结合，可以加速其输出。

该研究团队在《自然》杂志上发表了题为“dsRNA形成导致优先核输出和基因表达”的文章。文章中指出，反义RNA通过与其正义RNA配对形成双链RNA，借助解旋酶Dbp2加速mRNA的输出。与单链RNA（ssRNA）相比，这些双链RNA由于具有更高的容量和对输出受体Mex67的亲和力，从而在输出中占据主导地位。

众所周知，mRNA在输出过程中利用了多种分子，例如酵母异二聚体Mex67-Mtr2（或人类的TAP-p15）。在这项研究中，Krebber及其团队通过电泳迁移率变动分析表明，Mex67-Mtr2更倾向并更广泛地结合双链RNA，这解释了其在输出中的优先性。

“我们的发现揭示了一个新的基因表达调控层次，”科学家们总结道，“这个机制对于细胞的有效适应尤其重要，并且为优先输出增加了一个新的调控层次。此外，这也可以解释为何广泛的转录控制基因表达，以及为何生成大量的反义RNA并输送到细胞质中。”

非编码RNA在细胞中的功能一直是研究人员的一个谜团。与编码RNA不同，非编码RNA不产生蛋白质，但其数量却十分庞大。

“在我看来，细胞生产无用的RNA是不可能的，”哥廷根大学微生物学与遗传学研究所的分子遗传学教授Krebber说道，“这与自然规律相悖。”

反义RNA在许多情况下对于细胞至关重要，例如，当细胞面临有害环境条件或压力时。此次发现的基因表达机制延续了Krebber团队早先的研究成果，该成果同样发表于《自然》杂志，显示在压力下激活的mRNA不再受质量控制。

关于反义RNA的新研究结果解决了一个长期存在的问题，即为何细胞有时会生产大量反义RNA。“在生物学上，这一点尤其显著，因为细胞在反义RNA生产上消耗了大量能量，”Krebber观察到。现在发现的机制解释了细胞如何能迅速对外部影响作出反应，立即大量生产所需的蛋白质，以适应环境条件或进入特定的发育阶段。“这种新的理解，”Krebber宣称，“将反义RNA带入了关于疾病如何发展及如何对抗它们的研究焦点。”

参考文献：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07576-w

编辑：王洪

排版：李丽