西亚试剂：首次证实胚胎干细胞中mRNA/lncRNA基因对异向转录

在一项新的研究中,来自美国麻省理工学院怀特海德研究所(Whitehead Institute)的研究人员证实产生信使RNA(messenger RNA, mRNA)的DNA转录也在它的相反方向上进行,从而产生相对应的长链非编码性RNA(long noncoding RNA, lncRNA).再者,当干细胞分化为其他细胞类型时,这些mRNA和lncRNA是通过协同性转录产生的.这一令人吃惊的发现可能重新定义我们对基因组成和调节的理解.相关研究结果于2013年2月4日在线发表在PNAS期刊上,论文标题为"Divergent transcription of long noncoding RNA/mRNA gene pairs in embryonic stem cells".

怀特海德研究所研究员Richard Young说,"令我吃惊的是,基因成对出现.对人干细胞内有活性的2万个蛋白编码基因中的任何一个而言,位于上游的lncRNA基因也被转录.尽管人们已付出大多数努力来研究蛋白编码基因,但是我们一直忽视了一个概念：所有的蛋白编码基因都是以mRNA/lncRNA成对的形式出现.如果人们激活mRNA基因,那么也将激活lncRNA基因."

迄今为止,科学家们一直认为转录复合物通过结合启动子而附着到DNA上,并且只是沿着DNA的一个方向移动从而将蛋白编码基因转录为mRNA.其他非蛋白编码的RNA(包括lncRNA)也是通过转录产生的,尽管它们在基因表达调节、发育和疾病中发挥着重要的作用,但是科学家们对lncRNA转录是如何启动的或者大多数lncRNA基因在基因组上的位置知之甚少.

通过研究人胚胎干细胞和小鼠胚胎干细胞,研究人员吃惊地发现大多数lncRNA位于mRNA基因的附近,大约65%的lncRNA转录起始于与这些mRNA基因相关联的活跃启动子,而且这种转录沿着与启动子相反的方向朝上游开展.

当转录复合物附着到启动子上时,正如它沿着一个方向移动并转录mRNA一样,它也沿着相反方向移动并转录附近的lncRNA.

研究人员也注意到当胚胎干细胞开始分化为其他细胞类型时,mRNA/lncRNA基因对以相同的方式受到调节,即成对的mRNA和lncRNA一起上调转录或下调转录.这进一步证实mRNA转录和lncRNA转录之间的关系。（

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