微小RNA可以促进基因表达

米microRNAs——长度为几十个碱基对的核酸片段——非常小，尽管它们对我们的细胞产生了巨大影响，但几十年来一直没有引起人们的注意。现在已知它们通过称为RNA干扰的过程抑制数千个基因的表达，在该过程中它们与信使RNA(mRNA)结合并阻止它们的翻译。但11月9日发表在ACSCentralScience上的一项研究发现，microRNA(miRNA)也可以放大基因表达。

“它改变了microRNA的面貌，”加拿大阿尔伯塔大学的化学家LaraMahal告诉TheScientist。“没有一种microRNA调节模式：有两种。”

参见“大脑的非编码调节器”

这不是第一次发现miRNA可以增强基因表达。2007年发表在《科学》杂志上的一篇论文指出了miRNA介导的细胞上调已停止分裂的案例。Mahal解释说，从那时起，上调被认为是罕见的并且仅限于闲置细胞。因此，当她和同事旨在更好地表征参与糖基化(含糖分子粘附在蛋白质上的过程)中的miRNA时，他们并没有期望发现任何基因表达的增加。

他们探测了两种糖基化蛋白的miRNA图谱：广泛表达的ST6GAL1和仅在几种细胞类型中起作用的ST6GAL2。他们实验室的工作之前发现ST6GAL1在胰腺癌中过度活跃，用一种叫做2,6-唾液酸的糖来刺激癌细胞的细胞膜。它们表面的大量糖分使肿瘤细胞能够逃避免疫系统、转移和侵入其他组织。

为了确定miRNA如何调节酶的表达，他们开发了一种传感器，该传感器由一个基因的调控区域(发生miRNA结合的区域)和一个编码荧光蛋白的序列组成。他们在分裂细胞中表达了传感器和人类miRNA文库。如果miRNA抑制蛋白质的翻译，细胞的颜色就会变暗，而如果它们启动基因表达，细胞就会发出更亮的光。

他们发现，虽然与ST6GAL2相互作用的miRNA会下调其表达，但与ST6GAL1相互作用的miRNA会增强其表达，从而增加2,6-唾液酸附着水平。“我们被打倒了。我们认为这是一个错误，”Mahal说。

的四种癌细胞系中复制了他们的发现。此外，突变潜在的miRNA结合位点导致上调消失，表明miRNA直接控制基因的表达。

Mahal认为，miRNA介导的上调可能在很大程度上没有引起注意，因为大多数小组倾向于关注更为丰富的转录本。当产生大量蛋白质拷贝时，可以通过计量翻译直接微调其效果。但对于已经以低水平表达的基因，比如调节糖基化的基因，下调并没有那么大的生物学意义，她说。

“这是一项令人兴奋的研究，”未参与这项工作的英国威斯敏斯特大学癌症生物学家PinarUysalOnganer说。她说，类似的高通量研究对于验证miRNA相互作用至关重要，使研究人员能够更好地预测它们的作用。

Mahal说，如果要将miRNA用于治疗，那么这些预测的准确性尤其重要，考虑到它们对蛋白质生产的影响，研究人员近年来一直在探索这种可能性。事实上，目前有几种miRNA正在进行临床试验，用于治疗多种疾病，包括亨廷顿舞蹈病和丙型肝炎。它真正能做什么，”她说。