华裔牛人揭示piRNA的重要功能

　　

生物通报道：真核生物基因组中的基因间隔区域富含转座子、假基因和其他的重复序列，会生成大量的lncRNA（长非编码RNA）和piRNA（Piwi-interacting RNA）。不过目前人们对这些非编码区域的具体功能还知之甚少。

耶鲁大学的研究团队在Genome Research杂志上发表文章指出，反转录转座子和假基因能在生殖细胞中，通过piRNA通路调控mRNA和lncRNA。领导这项研究的是美国耶鲁大学终身教授林海帆( Haifan Lin)。林海帆教授长期从事干细胞研究，曾证实人体干细胞微环境存在，并在博士期间首次发现第一个启动胚胎细胞分裂的基因，被评为美国当年最出色的遗传学博士论文之一。2006林海帆教授发现并命名新的一类遗传调控分子piRNA，被世界顶尖科学期刊《Science》评为年度十大科学突破之一。凭借着卓越的科研成果，林海帆教授多次获得美国高层次学术嘉奖。

piRNA在动物生殖细胞系中与特定蛋白一同束缚转座子，它们就像是基因组的免疫系统，能够区分敌我、启动应答、适应新入侵者、甚至记住曾经入侵的转座子。2012年前后piRNA研究迎来了令人兴奋的新时代，该领域许多重要成果陆续登上各大顶级杂志。人们意识到，piRNA除了抵御转座子以外可能还具有更多的功能，比如调节基因的表达。（延伸阅读：Science细述基因组卫士piRNA的故事）

耶鲁大学的研究人员发现，来自转座子和假基因的piRNA，在小鼠的晚期精母细胞中介导了大量mRNA和lncRNA的降解。这些piRNA对lncRNA转录组的影响特别大，当piRNA通路出现缺陷时，小鼠晚期精母细胞中有四分之一的lncRNA会出现上调。

进一步研究显示，piRNA能够靶标mRNA 3’端的反转录转座子序列并使其降解。而生精细胞特异性的lncRNA也是通过类似程序被降解的。研究人员还发现，假基因能通过piRNA通路调控mRNA的稳定性，而且piRNA降解mRNA和lncRNA需要PIWIL1（也称为MIWI）。

这项研究表明，piRNA介导了一个高度复杂的总体RNA调控网络，反转录转座子和假基因是这个网络中的调控序列。

 

生物通编辑：叶予

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