Cell：陈玲玲系统总结小RNA和lncRNA的过去、现在和未来

学术 2024-11-15 17:54 中国香港

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

自1958年分子生物学“中心法则”被提出以来，各种RNA类型被陆续发现。信使RNA（mRNA）将遗传指令从DNA传递到蛋白质的合成，这一过程持家非编码RNA 促进，例如小核RNA（snRNA）、核糖体RNA（rRNA）和转运RNA（tRNA）。

在过去的四十年中，一系列具有调节基因表达功能的非编码RNA（ncRNA）已经成为基因调控的关键角色。小RNA（small RNA）和长非编码RNA（lncRNA）是目前研究最广泛的调节性非编码RNA，它们深刻地影响了RNA生物学领域和其他领域。虽然小RNA的作用机制已经很明确，而lncRNA表现出更多样化的机制，其中许多仍然未知。

为了庆祝 Cell 创办50周年，2024年11月14日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）陈玲玲研究员与韩国首尔大学V. Narry Kim教授受邀在 Cell 期刊发表了题为：Small and long noncoding RNAs: Past, present, and future 的长篇综述。

该综述系统性地回顾了小非编码RNA与长非编码RNA的发现历程、作用机制研究进展和生理病理学功能认知，并展望了非编码RNA领域研究的未来方向。

除了经典的蛋白质编码mRNA和持家非编码RNA（例如小核RNA、核糖体RNA、转运RNA）之外，体内还包含了众多具有调节基因表达功能的非（蛋白）编码RNA。这些调节性非编码RNA根据长度不同被划分为小非编码RNA和长非编码RNA。

随着研究技术的进步与研究手段的革新，人们对于这些调节性非编码RNA分子的认知逐渐深入，虽然对小非编码RNA（例如microRNA等）的功能与作用机制相对清晰，但是对长非编码RNA（lncRNA）作用机理的理解比较有限，目前仍存在大量的未解之谜。

在该综述中，陈玲玲研究员与V. Narry Kim教授从发现历程、进化保守性特点、生物合成与化学修饰机理、在体功能机制和生理病理学意义等多个维度系统总结了近40年来小非编码RNA和长非编码RNA领域的研究进展，详细论述了非编码RNA在调控基因表达过程中的异同、协同互作以及生理病理功能。她们指出RNA深度测序、RNA成像、基因编辑介导的RNA功能研究、RNA化学生物学等多方向的技术革新与学科的交叉融合发展，对于解释非编码RNA的分子机制与功能作用具有巨大推动作用。

此外，该综述还阐述了小非编码RNA基础研究与应用的发展历程，并指出相关长非编码RNA的研究可以借鉴小非编码RNA研究的经验。同时，该综述展望了非编码RNA领域未来的研究方向，包括挖掘非编码RNA新种类、新修饰，理解它们的折叠、加工与代谢的机理，深入揭示相关生理病理学意义，解析RNA与微环境的交互机制，以及发展交叉手段研究大片段RNA及其与互作蛋白质的结构，包括人工智能的应用等。最后，该综述还指出非编码RNA技术在未来临床疾病诊疗中具有应用前景。

小RNA和lncRNA的关键发现

小RNA和lncRNA的进化特征和保守性

小RNA和lncRNA的生物发生

miRNA生物发生和作用的分子基础

代表性的lncRNA的作用模式

小RNA和lncRNA之间的串扰

ncRNA的病理生理作用

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01206-6

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