Nature新文章解析小RNA调控机制

　　

生物通报道  来自波士顿儿童医院和哈佛大学医学院的研究人员，在新研究中揭示了在Lin28介导的let-7选择性调控中起关键作用的一种核酸酶，相关论文“A role for the Perlman syndrome exonuclease Dis3l2 in the Lin28–let-7 pathway”发表在4月17日的《自然》（Nature）杂志上。

microRNAs (miRNAs)介导的转录后基因调控，在许多发育和生理过程中起重要作用。通过与序列互补的靶信使RNAs进行碱基配对，这些大小约为22个核苷酸的RNAs招募miRNA诱导沉默复合物，促使mRNA降解及翻译抑制。

其中远古的let-7 miRNAs家族尤为重要，成为了近年来研究最为广泛的miRNA家族之一。在秀丽隐杆线虫中，let-7对于正常发育至关重要。在各种人类癌症中均发现有let-7家族肿瘤抑制功能丧失。研究证实，在发育过程中同源RNA结合蛋白Lin28A和Lin28B可动态调控let-7的表达。

Lin28是线虫发育计时的一个调控因子，近期越来越多的研究表明在哺乳动物中，Lin28控制了发育计时和生长，并参与维持了葡萄糖稳态。在干细胞中Lin28是一种多潜能因子，Lin28可通过阻断let-7表达将干细胞维持在未分化和增殖状态。在成人体细胞中Lin28–let-7信号通常沉默，LIN28A或LIN28B表达被证实与多种人类癌症相关。抑制这一致癌信号通路，可以限制癌细胞的致瘤性。

近期的研究提供了关于Lin28介导的let-7选择性调控的一些潜在机制。Lin28A在细胞质中发挥作用，招募3′末端尿苷酸转移酶(TUTase) Zcchc11或Zcchc6，将一个低聚尿苷（oligouridine）尾巴添加到pre-let-7上，抑制Dicer加工，并通过一种未知的核酸酶快速降解了尿苷化的RNA。

在这篇Nature文章中，研究人员试图确定相关的核酸酶。Richard I. Gregory领导研究小组采用一种生化方法，分离出了与尿苷化pre-let-7特异性性相关的因子。这一分析表明Lin28A和Zcchc11，与pre-let-7a-1及尿苷化的pre-let-7a-1 (pre-let-7+14U)相结合。在pre-let-7a-1+14U纯化物中，研究人员特异性地检测出了3′–5′外切核酸酶Dis3l2。通过免疫沉淀方法，研究人员证实Dis3l2可特异结合Lin28A。在一种小鼠胚胎干细胞系中，他们证实Dis3l2导致了尿苷酸化pre-let-7降解。体外生化重组分析证实，3′低聚尿苷化刺激了Dis3l2活性，而在小鼠胚胎干细胞中抑制Dis3l2则可以稳定pre-let-7。

新研究证实了3′低聚尿苷化是Dis3l2的一种RNA降解信号，并确定了Dis3l2的第一个生理性RNA底物。研究结果表明这一外切核酸酶有可能在Lin28–let-7信号通路中发挥了重要的作用。

（生物通：何嫱）

生物推荐原文摘要：

A role for the Perlman syndrome exonuclease Dis3l2 in the Lin28–let-7 pathway

The pluripotency factor Lin28 blocks the expression of let-7 microRNAs in undifferentiated cells during development, and functions as an oncogene in a subset of cancers1. Lin28 binds to let-7 precursor (pre-let-7) RNAs and recruits 3′ terminal uridylyl transferases to selectively inhibit let-7 biogenesis2, 3, 4. Uridylated pre-let-7 is refractory to processing by Dicer, and is rapidly degraded by an unknown RNase5. Here we identify Dis3l2 as the 3′–5′ exonuclease responsible for the decay of uridylated pre-let-7 in mouse embryonic stem cells. Biochemical reconstitution assays show that 3′ oligouridylation stimulates Dis3l2 activity in vitro, and knockdown of Dis3l2 in mouse embryonic stem cells leads to the stabilization of pre-let-7. Our study establishes 3′ oligouridylation as an RNA decay signal for Dis3l2, and identifies the first physiological RNA substrate of this new exonuclease, which is mutated in the Perlman syndrome of fetal overgrowth and causes a predisposition to Wilms’ tumour development6.