生物科学门户网站
BIO1000.COM

细胞分裂需要平衡水平的非编码RNA用于染色体稳定性

我们的遗传密码存储在由DNA(脱氧核糖核酸)组成的染色体中。为了确保在所有细胞中准确保持遗传密码,我们的细胞必须精确复制并在每个细胞周期中将其染色体均等地分布到其两个子细胞。

染色体分离的错误导致细胞染色体数目异常,这可能导致自然流产,遗传性疾病或癌症。对于正确的染色体分离很重要的一种染色体元件是着丝粒,它是染色体上独特的DNA区域,在细胞分裂过程中指导染色体的运动。

香港大学(HKU)生物科学学院助理教授Karen Wing Yee Yuen和博士后研究员Yick Hin Ling博士发现,使用着丝粒DNA作为模板来产生非蛋白质编码的着丝粒RNA(核糖核酸)酸),这对染色体稳定性至关重要。如果着丝粒RNA(cenRNA)太多或太少,着丝粒就会出现缺陷,染色体就会丢失。该研究结果最近发表在一本顶级多学科期刊“美国国家科学院院刊”上。这篇研究文章是由F1000Prime推荐的,其成员每年在生物学和医学科学的所有已发表文章中大约占2%,推荐的学院评论说这个PNAS文章具有特殊的意义,是着丝粒生物学领域的新兴前沿。

我们染色体的DNA编码大约20,000种蛋白质。当细胞需要产生特定的蛋白质,例如胰岛素时,首先将编码胰岛素的DNA分子片段(称为基因)用作模板以复制成RNA分子。然后该RNA用作指导细胞制备特定蛋白质的配方。然而,我们只有2%的DNA是蛋白质编码。然而,我们的另外70%的DNA仍被复制到RNA中,而RNA不是制作蛋白质的配方。那些被称为非编码RNA。这些非编码RNA曾被认为是“垃圾”。然而,近年来,研究已经揭示了非编码RNA的重要作用,例如基因调控和维持染色体结构。

负责香港大学生物科学学院染色体生物学实验室的Karen Wing Yee Yuen博士说:“我们目前的研究是在单细胞生物体中进行的,即面包酵母,但是从着丝粒DNA中复制的非编码RNA是在人类,小鼠和苍蝇等多细胞生物体中也发现了这一点,这表明着丝粒RNA(cenRNA)是一种基本上重要的分子,通常被大自然用于控制细胞分裂。“

Yuen博士补充说:“我们的实验室经常使用简单的模式生物,包括土壤生物微观蛔虫和单细胞面包酵母,我们也用它来烘烤面包和制作啤酒,以了解基本的,重要的细胞过程。细胞的机制分裂在许多生命形式中都非常相似。这些小生物使我们能够进行难以在人类或哺乳动物细胞中进行的实验。许多应用,临床研究开始于研究这些模式生物体中的细胞过程。重要的细胞生物学研究使用酵母最近于2013年和2016年获得了诺贝尔生理学或医学奖。“

该作品的第一作者,前博士生和现任博士后研究员Yuen's实验室的Yick Hin Ling博士说:“最近的研究显示,在一些癌症如卵巢癌中,着丝粒RNA的异常高表达。细胞可能有助于癌症进展。需要进一步的研究来测试这一点。“对于疾病诊断和治疗,Ling博士说:“我们将尝试研究cenRNA是否可以用作癌症生物标志物。如果癌细胞向血液释放高水平的cenRNA,它可以用于早期检测或监测肿瘤的恶性肿瘤。“

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。