这一个不传递DNA指令来合成生物素的LX570NA被称为非编码GL450NA,研商人口最先想理解t翼虎F是还是不是或许不是细胞碎片

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癌症是一种失调的基因表达疾病。现在,来自杰斐逊(费城大学+托马斯杰斐逊大学)的研究人员发现,一种新的大类分子称为转移RNA(tRNA)衍生的片段,它们与基因模板和基因产物有广泛的联系,这些基因模板和基因产物因癌症类型而不同。而且,这些互连可能受到癌症患者性别的影响。研究人员表示,研究结果可能为每种癌症提供新的攻击角度,也可以根据患者的性别进行调整。

我们通常认为,DNA是遗传学领域最具魅力的分子。来自DNA的遗传信息定义了一个人的外貌、性格和健康,而遵循DNA指令产生的蛋白质行使了细胞中的大部分功能。而RNA却常常被人忽视,即使偶尔提到RNA,它也仅仅被认为是DNA和蛋白质之间的信使,直到现在都仍是如此。

tRNA是帮助将遗传物质转化为在细胞中执行任务的蛋白质的基本分子。他们通过附加到称为信使RNA(mRNA)的中间基因拷贝并将其解释为蛋白质来实现这一点。近年来,研究人员已经发现证据表明,这些被称为tRNA衍生片段或tRF的tRNA的小片段与全长分子一样重要。

RNA是由一串被称为核苷酸的遗传字母组成的,它最为人熟知的功能是将我们DNA中的基因指令传递给核糖体——也就是细胞中制造蛋白质的机器。但是在过去十年左右的时间里,研究人员已经意识到越来越多RNA可以做的事,它们甚至还可以控制许多事情。而且,他们还意识到RNA会影响人类的健康和疾病,然而这一切都与信使这一功能完全无关。

现在,在4月17日发表在癌症研究期刊上的一项新研究中,计算医学中心主任Isidore
Rigoutsos和Jefferson计算医学教授Richard H.
Hevner及其团队描述了他们对来自32种癌症类型的数据的分析。揭示了tRF,mRNA,蛋白质,基因组结构,重复元件和线粒体之间的一系列复杂关系。这些发现对癌症发展和新治疗靶点的研究具有重要意义。

那些不传递DNA指令来合成蛋白质的RNA被称为非编码RNA,这种RNA的数量之多与种类之丰富为它们的重要性提供了一些线索。到目前为止,研究人员已经在人类基因组中收录了25000多个带有非编码RNA指令的基因。这比数量估计在21000多个的编码蛋白质的基因还要多。

足球买球网站,酶将tRNA切割成不同长度的片段,研究人员最初想知道tRF是否可能不是细胞碎片。但在之前的研究中,Rigoutsos博士和他的团队表明,这些tRF的大小和具体顺序取决于它们所在的细胞种类。例如,相同的母体tRNA产生多个子片段,其在乳腺癌细胞中不同于前列腺癌细胞。这让我们想知道其他癌症会发生什么,Rigoutsos博士说,他也是Sidney
Kimmel癌症中心 – 杰斐逊健康研究员的研究员。

如今,那些无法在DNA和核糖体之间充当信使的RNA不再被科学家视作为毫无价值的垃圾。他们开始认识到,这些之前被忽视的分子有着自己的功能。事实证明,从开启和关闭基因,到调节最终的蛋白质产物,它们参与了基因活动的每一个步骤。在20年前,这些发现是不可想象的。

在他们的最新研究中,研究人员从癌症基因组图谱中探测了32个可公开获得的癌症数据集,以寻找tRF与传统上在癌症中研究过的分子之间的联系。

下面是其中5个非编码RNA的例子,科学家认为它们参与了人类身体中的许多活动,这当中既有好的,也有坏的。

分析显示,所有32种癌症类型都具有基本相同的tRF和mRNA。然而,研究人员发现tRF和mRNA在每种癌症的不同特定配对中相互关联。令人惊讶的是,即使tRF似乎在每种癌症中选择不同的mRNA伴侣,这些mRNA也属于相同的生物过程。这一发现表明癌症可能有多种不同的方式。它还表明,同一基因的表达在不同的癌症类型中会有不同的表现。

  1. lncRNA – 癌症疗法的克星

这很重要,因为当我们试图治愈疾病时,我们首先要看mRNA,Rigoutsos博士补充说。但是,这些tRF-mRNA关联可以为如何进行治疗研究提供有价值的见解,因为它们似乎与每种癌症中的不同关系有关。

有时候,研究人员无法理解一些抗癌药物为什么会失效。例如,化疗药物阿糖胞苷通常是医生开给急性骨髓性白血病患者的第一药物,但最终对于30%到50%的AML患者,这种药物都会失效。

这项新研究的一个意想不到的方面是发现线粒体参与了32种癌症。线粒体是一种细胞器,几十亿年来一直是高等生物细胞的组成部分。它为这些细胞提供了所需的能量。线粒体还维持其自身的22个tRNA集合,而细胞核维持单独的610个tRNA集合。Jefferson团队表明,22个线粒体tRNA的tRF是他们发现的所有tRF-mRNA关联的近一半。

之前,研究人员一直试图寻找蛋白质缺陷来解释这种耐药性,却并没有对这个问题形成完整的理解。直到最近,一些证据表明,耐药性可能源于新发现的lncRNA。在研究lncRNA对癌症的影响时,研究人员发现当提高白血病细胞中几种lncRNA的产量时,这些细胞就会对阿糖胞苷产生抗药性。他们还发现,如果AML患者体内有两种lncRNA的含量高于正常水平,那么他们会更快地经历癌症复发。

受到线粒体明显深度参与的吸引,研究小组检查了与线粒体tRF相关的mRNA是否存在特殊情况。另一个惊人的发现被曝光。含有mRNA与线粒体tRF正相关的基因的基因组区域富含重复元件。重复元件是可变长度的序列片段,其具有遍布生物体基因组的许多拷贝。这些元素占人类基因组的一半以上。研究人员发现,研究小组还发现,与线粒体tRF呈负相关的mRNA在重复元素中被耗尽。

  1. microRNA – 肿瘤扩散的元凶

重复元素的链接是我们真正没想到的,Rigoutsos博士说。几十年来,研究界一直在争论重复元素是否可以用于任何目的。现在,突然出现的线粒体与含有重复元素的mRNA有着过多的联系。

microRNA只包含20个出头的碱基,但这些看似微不足道的小东西在心脏病、关节炎和许多其他疾病中发挥着巨大作用。到目前为止,这种小分子最为确定的作用是促进癌症。

但惊喜并没有止步于此。当Rigoutsos博士和他的团队按性别检查tRF-mRNA对时,他们又发现了一层复杂性。在膀胱癌,肾癌和肺癌中,他们发现许多tRF-mRNA对仅存在于男性患者中,或者仅存在于患有该疾病的女性患者中。

以胰腺癌这种致命的癌症为例,被确诊患有胰腺癌的病人在5年之后的存活率只有8.5%。生物学家发现,一些microRNA会引发这种致命癌症最初的攻击,并帮助肿瘤从胰腺扩散到其他器官。

Rigoutsos博士说:我们不知道之前的工作将tRF与患者的性别和癌症中的mRNA联系起来。这很有价值,因为它表明性别可以调节tRF及其与mRNA的关联。

microRNA是部分信使RNA的镜像,它们可以与更大的mRNA配对,然后将其摧毁,或者至少阻止它们的指令被翻译成蛋白质。一个microRNA或许会有数百个配对的目标,通过这种方式对许多不同的身体功能造成影响。

这项研究增加了该团队之前的健康个体和三阴性乳腺癌和前列腺癌患者的发现,揭示了tRF与种族/种族之间的联系。似乎tRF可能落后于基于性别和种族/种族的健康差异。研究结果还表明,tRF在细胞过程中的参与可能远比想象的更为明显。

  1. tRNA片段 – 病毒的帮凶

对于一些小孩和老年人而言,感染呼吸道合胞病毒感觉就像是单纯的感冒一样。然而,每年都有许多5岁以下的儿童和65岁以上的老人生病因为这种病毒生病住院,甚至因此丧命。

研究人员在对感染这种病毒的细胞中的RNA进行测序后发现,与未感染RSV的细胞相比,感染了RSV的细胞中tRNA的含量更高。tRNA会读取mRNA中的指令,并将合成蛋白质所需的氨基酸传递给核糖体。

在被感染的细胞中,研究人员发现了一些RNA片段,通常这些片段被认为是tRNA在完成任务后所剩余的片段。但新发现的这些片段的长度大约为30个碱基,它们是在当RSV病毒感染细胞时从tRNA上精确切割出来的。这些tRNA片段会以多种方式帮助病毒感染细胞,比如帮助病毒在细胞中进行自我复制。不仅如此,tRNA片段还可能促进人体对病毒的敏感性,从而使得更容易被感染。

  1. SINE RNA – 防止病毒感染细胞

另一种RNA可能有助于防止某些病毒的感染,这种RNA与转座子有关。转座子是一类DNA序列,它能够在基因组中从一个位置跳到另一个位置。我们通常认为转座子是细胞中的寄生物,因为一些转座子是古老病毒的遗留,因此细胞总会试图将它们关闭。然而,尽管转座子最开始可能是有害的,但一些转座子事实上可能对我们很有用。

有一类被称为SINE的转座子散布于整个基因组中,在人体中最为普遍的一种SINE转座子被称为Alu家族,它们在人体中的数量超过一百万个。在激活时,SINE转座子会产生自己的RNA,这些SINE
RNA不携带制造蛋白质的指令,而且它们自身并不能让转座子在基因组中跳跃。因此它们的功能曾是一个谜。直到后来,病毒学家发现,一些SINE
RNA或许可以保护细胞免于病毒感染。

  1. piRNA – 保护大脑的屏障

对死于阿尔茨海默症的患者的尸检结果显示,他们的大脑中堆积许多的tau蛋白。研究人员通过基因工程让果蝇的神经细胞产生这种tau蛋白,结果发现,遭遇tau蛋白紊乱的果蝇会患上一种渐进性的神经疾病,这会导致运动问题并杀死神经,从而让果蝇的寿命缩短。而其中的部分原因是,一组能阻止因转座子在基因组中跳跃、干扰基因活动的守护基因组——piRNA,无法正常行使其功能。

细胞通常会通过阻止转座子产生mRNA来防止其跳跃,因为mRNA携带着制造蛋白质的指令,而正是这些蛋白质最终让转座子得以四处跳跃。如果转座子跨过细胞的防御并产生了自己的mRNA,那么piRNA将站出来与mRNA配对,摧毁这些mRNA。

当致病的tau蛋白在果蝇体内积聚时,一种反转录转座子会产生比平常更多的RNA,同时果蝇体内的piRNA也会低于正常水平。研究人员在寻找解决方案时发现,通过基因方式促进果蝇体内piRNA的产生,或者给果蝇服用一种阻止转座子跳跃的药物会减少神经细胞的死亡。

编译:乌鸦少年

参考来源:

ase

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