伯豪生物转化医学服务平台
威斯腾促销
贝康招聘

南大张辰宇半年8篇miRNA论文!2015年这12大miRNA突破成果你知道吗?

2015/12/13 来源:生物探索
分享: 
导读
据不完全统计,在《Protein & Cell》上的论文发表后,截止目前,张辰宇教授先后在EBioMedicine、Scientific Reports、oncotarget等杂志上发表了多篇新成果。本文带你一览2015年miRNA领域重要突破成果。


南京大学 张辰宇教授

MicroRNAs (miRNA)是一类长度约为22个核苷酸的非编码RNAs,可以结合靶标信使RNAs(mRNAs)来抑制蛋白质翻译,在调控基因表达、细胞周期、生物体发育等方面起重要作用。5月12日,发表在《Protein & Cell》杂志上的一项研究中,南京大学张辰宇教授的课题组报告称,发现孕妇食物中的小分子非编码RNAs可通过胎盘转移来控制胎儿的基因表达。

研究一经报道就引发了热烈的讨论,因为这一研究成果涉及一个十分重要的问题——如果我们从饮食中摄取的miRNAs真的能传递到胎儿体内,并调控胎儿基因表达,那将再一次改写我们对小分子非编码RNA的认识。

面对争议声,张辰宇教授在接受《生物通》网站采访时说:“如果我们的发现是原创性的,重要的且也是颠覆性的,自然在开始是会引发很多争议,很正常。只要我们的结果是solid的,以后大家就会接受,并发扬光大。”

据不完全统计,在《Protein & Cell》上的论文发表后,截止目前,张辰宇教授先后在EBioMedicine、Scientific Reports、Atherosclerosis、oncotarget等杂志上发表了多篇新成果。部分成果见下表(以发表时间排序):


大量研究表明,microRNA控制着胚胎发育、细胞分化、器官生成等重要的生物学过程,对于正常发育、细胞生长和生物行为非常关键,而且与复杂的神经退行性疾病有关。那么,近期科学界又取得了哪些与miRNA相关的重要研究进展呢?


1. Science首次揭示miRNA编码的行为(10月22日)

MicroRNA-encoded behavior in Drosophila [文献]

10月22日,发表在《科学》杂志上的一项研究中,Sussex大学的研究团队首次揭示了一种控制精确行为的microRNA。如果这种microRNA发生了突变,果蝇幼虫被颠倒之后就难以恢复自己的方位。这项研究表明,microRNA在行为控制方面也起到了重要的作用。

研究显示,miR-iab4/8发生突变会影响果蝇幼虫的行为能力。这些幼虫被颠倒之后不能自主调整方向(self-righting)。进一步研究表明,这种突变影响了Hox基因Ultrabithorax。Ultrabithorax基因主要控制昆虫中胸到腹部第一节的发育,去除该基因在特定神经元中受到的抑制会导致self-righting缺陷。这项研究为人们展示了一个由microRNA编码的行为。

2. Genome Research全面解读基因组miRNA(8月19日)

Genome-wide annotation of microRNA primary transcript structures reveals novel regulatory mechanisms [文献]

8月19日,发表在《Genome Research》杂志上的一项研究中,德克萨斯大学和约翰霍普金斯大学的研究团队对人类和小鼠基因组中的初级miRNA转录本进行了全面注释。

DROSHA酶在miRNA加工中负责剪切pri-miRNA。研究人员用一个显性负突变的DROSHA稳定了人类和小鼠细胞中的pri-miRNA。随后他们对细胞核RNA进行了深度测序,并通过计算工具StringTie来组装转录本。研究人员通过这种方式,注释了69%的人类miRNA和75%的小鼠miRNA。过去人们普遍认为,簇集在一起的miRNA是共转录的。但研究人员发现,一些miRNA簇其实具有选择性启动子,这令他们非常惊讶。

3. Cell揭示miRNA调控新机制(8月6日)

A Biogenesis Step Upstream of Microprocessor Controls miR-17∼92 Expression [文献]


miR-17∼92基因簇是一个高度保守的基因簇,编码了miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b-1和miR-92a等6个成熟miRNAs,由于它们能参与哺乳动物多个器官发育并与多种实体瘤的发生密切相关而受到广泛关注。

8月6日,发表在《Cell》杂志上的一项研究中,来自波士顿大学儿童医院及哈佛医学院的研究人员发现,微处理器上游的一个生物合成步骤控制了miR-17∼92表达。在这篇Cell文章中,研究人员揭示了在胚胎干细胞(ESC)分化过程中,初始转录本pri-miR-17∼92加工生成的6个miRNAs的相对表达量受到动态调控。

4. Nature Communications:抗艾滋病毒的miRNA(6月25日)

IL-21 induces antiviral microRNA-29 in CD4 T cells to limit HIV-1 infection [文献]

6月25日,发表在《Nature Communications》杂志上的一项研究中,由美国康奈尔大学威尔康奈尔医学院Laurie H. Glimcher院士带领的一个研究小组,发现了一种方法,可在感染刚刚开始发展的关键时刻,限制一种最常见形式艾滋病病毒(HIV-1)的复制。

研究结果表明,IL-21不仅启动了免疫系统,而且在发育的一个早期时间窗内,也阻止了HIV-1病毒的复制,此时它们集中在一个位置,还尚未开始扩散到整个身体。

病毒载量的减少,起因于IL-21引发的一系列事件, CD4 T细胞产生的其中一个蛋白质,来帮助执行它们的免疫功能。研究人员发现,IL-21可指导CD4 T细胞,增加一种小RNA分子的数量。这个小分子是microRNA-29 (miR-29),可抑制HIV-1的复制,从而限制受感染细胞产生的病毒数量。

5. Immunity:诺奖得主解析microRNA与干细胞衰老(6月16日)

The MicroRNA-132 and MicroRNA-212 Cluster Regulates Hematopoietic Stem Cell Maintenance and Survival with Age by Buffering FOXO3 Expression [文献]

6月16日,发表在《Immunity》杂志上的一项研究中,加州理工的科学家们发现,Mirc19(microRNA-212/132 cluster)在衰老过程中调控造血干细胞的维持和生存。文章的通讯作者是诺贝尔生理学/医学奖得主David Baltimore教授。

研究人员发现造血干细胞(HSC)富含Mirc19(microRNA-212/132 cluster),而且Mirc19会随着年龄增长而上调。过表达和删除这个区域的microRNA,会使造血作用出现异常。

研究显示,在小鼠骨髓强行表达miR-132,会使HSC快速循环并消耗。删除小鼠的Mirc19会影响HSC的循环(cycling)、功能和生存。进一步研究表明,miR-132通过靶标转录因子FOXO3起作用。在衰老的HSC中Mirc19可以缓冲FOXO3的表达,维持造血输出的平衡。

6. Cell:世界杰出女科学家发布miRNA研究重要成果(5月28日)

Functional Anatomy of the Human Microprocessor [文献]


5月28日,发表在《Cell》杂志上的一项研究中,来自韩国基础科学研究所(IBS)RNA研究中心和首尔国立大学生物科学学院的一个科学小组,报告称发现了称作为DROSHA-DGCR8复合体的微处理器(Microprocessor)精确确定包含miRNA的初级转录物的切割位点,确保忠实启动microRNA生物合成的分子机制。

韩国著名女科学家金娜蕊(V. Narry Kim)博士和Jae-Sung Woo博士是这项研究的共同领导者。金娜蕊曾获得2008年联合国“世界杰出女科学家奖”称号。这一研究成果不仅揭示了人类微处理器各个部分的功能,还勾勒出了未来对于这一蛋白质复合物分子结构的研究方向,将推动RNA干扰技术在基础研究和人类治疗中的各种新应用。

7. Nature Neuroscience:华人女院士发布miRNA研究重要发现(5月25日)

The schizophrenia risk gene product miR-137 alters presynaptic plasticity [文献]

5月25日,发表在《Nature Neuroscience》杂志上的一项研究中,来自麻省理工学院Picower研究所的研究人员发现了,造成脑功能故障,导致精神分裂症发病的一个主要遗传调控因子。 领导这一研究的是美国国家医学院院士、麻省理工学院Picower学习与记忆研究所所长、神经科学教授蔡理慧(Li-Huei Tsai)

论文的共同作者、Picower研究所博士后Sandra Siegert发现在源自患者人类成纤维细胞的重编程神经元中microRNA-137增多。这转而与一些突触前缺陷、突触可塑性受损和认知功能障碍有关联。Siegert说,这是一个很意外的发现,因为尽管精神分裂症被视作是一种“突触疾病”,但此前却从未有人证实过microRNAs可以影响突触处神经递质释放的机制。

8. Nature Medicine:掌控β细胞生死的miRNA (5月18日)

The microRNA-200 family regulates pancreatic beta cell survival in type 2 diabetes [文献]

5月18日,发表在《Nature Medicine》杂志上的一项研究中,瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的研究人员在β细胞中对microRNA开展研究时,发现了一种对压力下细胞死亡起关键作用的microRNA。

胰腺胰岛素分泌β细胞相继死亡是1型糖尿病和2型糖尿病的一个共同点,然而直到现在人们都还不清楚究竟是什么导致了β细胞死亡。现在由苏黎世联邦理工学院分子健康科学研究所的教授Markus Stoffel领导的一个研究小组,发现了掌控这些胰岛素分泌细胞停止发挥功能的一些新机制。证实大量过度生成称作为miR-200的核酸短链触动了这些细胞死亡。

9. Science Translational Medicine:miRNA的又一重要作用——预测辐射损伤(5月13日)

Serum microRNAs are early indicators of survival after radiation-induced hematopoietic injury [文献]


5月13日,发表在《Science Translational Medicine》杂志上的一项研究中,科学家们指出miRNA除了在癌症等疾病的诊断和治疗中作用突出,而且也能在生物机体接触辐射24小时内预测辐射造成的长期损伤,其速度比现有的估计辐射吸收剂量的方法要快得多。

来自Dana-Farber癌症研究院的研究人员提出了这种新颖的血液检测方法,临产前试验表明这种方法能在24小时内揭示放射性事故受害者的生死,以及他们所受辐射的剂量,这会引发严重的骨骼损伤,还是其它器官的损伤。研究人员表示这种检测能帮助及时的进行医疗干预,改善患者的整体生存条件。

10. Science:miRNA控制蛋白表达的噪音(4月3日)

MicroRNA control of protein expression noise [文献]

4月3日,发表在《Nature》杂志上的一项研究中,麻省理工学院(MIT)和洪堡大学(Humboldt University)的科学家们发现miRNA可作为基因组噪音的阻尼器,控制蛋白表达的变化。研究人员认为,这项结果表明miRNA赋予了蛋白表达的精确性,解释了普遍观察到的内源基因被多个miRNA组合靶定,以及低表达基因的优先靶定。

11. Nature:独特的miRNA表观遗传加工标记(3月18日)

N6-methyladenosine marks primary microRNAs for processing [文献]

3月18日,发表在《Nature》杂志上的一项研究中,洛克菲勒大学的科学家们揭示出了细胞是如何挑选出意味着编码microRNAs的发夹环的:它们带上了一个化学基团标签。由于microRNAs帮助控制了全身的一些过程,这一发现对于发育、健康和疾病,包括癌症(这项研究的切入点)都将产生广泛的影响。

在一系列实验中,研究人员证实了加甲基标记的重要性,发现几乎所有类型未加工microRNAs都有高水平的这种标记,表明它是一个与这些分子相关的通用标志。当他们减少METTL3的表达时,未加工初级microRNAs累积,表明METTL3的加标记作用对于这一过程非常重要。在细胞培养物和生物化学系统中进行研究,他们发现当存在这些甲基标签时初级microRNAs加工更加高效。

12. Cell:遇丙肝病毒后,“叛变”的miRNA(3月12日)

Hepatitis C Virus RNA Functionally Sequesters miR-122 [文献]

在细胞与病毒之间的斗争中,任何一方都可以使用诡计。由于双方都需要细胞机器,一些控制细胞机器的分子信息极易遭受拦截或被篡改。3月12日,发表在《Cell》杂志上的一项研究中,洛克菲勒大学的科学家们结合使用一些强大的技术,绘制出了丙型肝炎病毒与小片段遗传物质miRNA-122之间的互作图,揭示出了一个独特的反转案例。

miRNA-122几乎只在肝细胞中生成,通常情况下肝细胞利用它来调控自身一些基因的表达。论文的第一作者Joseph Luna说:“众所周知,一旦进入到肝细胞内,丙型肝炎病毒就必须结合miRNA-122以建立持续的感染。我们发现了这种互作一个意想不到的后果:通过结合miRNA-122,病毒发挥像海绵一样的作用,吸收了这些调控基因的分子。我们的试验表明,在感染肝细胞中这造成了基因活性的扭曲。”

资料补充:

miRNA越来越多的引起了研究人员的关注,在今年公布的2015国家自然科学基金获批项目中,与miRNA相关的有近百项,总获资助金额超过4000万元。以下是资助金额排在前列的十个项目:

数据来源:生物通


本网站所有注明“来源:生物探索”的文字、图片和音视频资料,版权均属于生物探索所有,其他平台转载需得到授权。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(editor@biodiscover.com),我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。