eRNA在神经元中的奇特功能

　　

自上世纪八十年代以来，科学家们就发现，DNA的某一部分能增强转录过程。然而，增强子RNA（enhancer RNA，eRNA）如何实现mRNA的加强仍然是一个谜。近日，来自美国哈佛医学院和波士顿儿童医院的研究小组揭开了这个谜底。他们发现eRNA在协助神经元传递遗传信号，以应对环境刺激上扮演了重要角色。研究成果发表在4月14日的《Nature》杂志上。

当神经元受到外界刺激的激发，大脑释放神经递质，这种化学分子与神经元表面的受体结合。化学反应起始了细胞内的一系列事件。此过程修改了神经元之间的突触连接，帮助大脑生长并记忆。

哈佛大学医学院神经生物学教授Michael Greenberg和波士顿儿童医院眼科学助理教授Gabriel Kreiman领导的研究小组着手研究细胞被神经递质刺激后，细胞内究竟发生了什么。利用培养的小鼠神经细胞，研究人员用RNA测序来鉴定神经元被刺激后合成了哪些RNA序列。

在鉴定出这些序列之后，研究人员能够分析出后续的级联反应。他们利用染色质免疫沉淀（ChIP）和大规模并行测序，定位了转录因子的DNA结合位点。他们鉴定出大约12,000个调控神经元活性的增强子，它们以活性依赖的方式与转录共活化因子CBP结合。CBP的功能可能是招募RNA聚合酶II（RNAPII）。

研究人员发现，个别DNA区域似乎负责放大大脑中的基因活性，从而增强了mRNA的作用。这些增强子区域在大的基因组距离内靶定基因，研究人员认为这些区域产生了自己的RNA分子，也就是eRNA。研究表明，eRNA的表达水平与附近基因的mRNA合成水平呈正相关。

Greenberg认为：“我们发现了数千个此类增强子，它们分布在整个基因组，对产生新突触连接的过程很重要。而且，我们怀疑它们在其它多个哺乳动物细胞类型中也有活性，而不仅仅是神经元。”了解这些信号能为认知障碍包括自闭症提供关键的信息。

这项研究揭示出一种增强子激活的普遍机制，其中包含了RNAPII结合和eRNA合成。不过，目前的研究还未了解清楚eRNA如何改善突触连接，或者eRNA靶定了神经元的哪个区域。Greenberg称他们下一步将会探索这些问题。（生物通 余亮）

原文摘要：

Widespread transcription at neuronal activity-regulated enhancers

Nature advance online publication 14 April 2010 | doi:10.1038/nature09033

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