長(cháng)非編碼RNA(lncRNA)作為重要的調控因子,幾乎參與了所有的生命活動(dòng)過(guò)程,從胚胎干細胞干性維持、iPS重編程、細胞周期調控到發(fā)育和分化等等。以前被人們認為是基因組中的“暗物質(zhì)”的非編碼RNA展現出了其在生命活動(dòng)中的重要作用。近十年來(lái),對長(cháng)非編碼RNA如何調控基因表達的研究吸引著(zhù)全世界科學(xué)研究者的目光。
脂肪生成是一個(gè)包含多個(gè)步驟并精細構筑的細胞分化過(guò)程,使得脂肪前體細胞發(fā)育為成熟的脂肪細胞。在脂肪生成的過(guò)程中需要順序性地激活多個(gè)轉錄因子,包括CCAAT/增強子結合蛋白(C/EBP)基因家族和過(guò)氧化酶體增殖激活受體γ(PPAR-γ)。脂肪生成過(guò)程紊亂會(huì )導致多種代謝疾病的發(fā)生,例如肥胖等。C/EBPα是其中的一個(gè)關(guān)鍵轉錄因子。但是,激活C/EBPα表達的分子機制目前還不是很清楚。
在最近的一項研究中,中國科學(xué)院生物物理研究所肖騰飛及其同事發(fā)現長(cháng)非編碼RNAADINR通過(guò)招募染色體修飾復合物MLL3/4來(lái)調節C/EBPα基因啟動(dòng)子區域的H3K4me3修飾,從而調控C/EBPα的表達。研究題為L(cháng)ongNoncodingRNAADINRRegulatesAdipogenesisbyTranscriptionallyActivatingC/EBPα,在線(xiàn)發(fā)表于StemCellReports上。該研究在生物物理所研究員、中科院院士陳潤生和中國醫學(xué)研究院基礎醫學(xué)研究所教授趙春華的指導下完成。
研究者們通過(guò)使用陳潤生實(shí)驗室設計的lncRNA-mRNA聯(lián)合芯片,在誘導脂肪生成的人間充質(zhì)干細胞中鑒定出了差異表達的長(cháng)非編碼RNA。長(cháng)非編碼RNAADINR和蛋白編碼基因C/EBPα在基因組上是一對雙向轉錄單元,并且在脂肪生成過(guò)程中共同上調。干擾ADINR的表達能夠抑制C/EBPα的轉錄,也可以在體外(invitro)和體內(invivo)模型中抑制脂肪生成。
研究發(fā)現lncRNAADINR可以直接與MLL3/4復合體中的PA1蛋白結合,通過(guò)順式作用(incis)將MLL3/4復合體招募到基因組上C/EBPα的啟動(dòng)子區域。MLL3/4復合體對C/EBPα啟動(dòng)子區域的組蛋白進(jìn)行H3K4me3的修飾,從而激活C/EBPα的轉錄。
這項研究揭示了長(cháng)非編碼RNAADINR調控鄰近基因表達的精確分子機制,也是首次刻畫(huà)了長(cháng)非編碼RNA參與脂肪分化的遺傳調控。
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