分子與細胞生物學所朱雪萍助理教授團隊 研究證明非編碼RNA可調控基因體的構造DNA G-四聯體

RNA 都會做出蛋白質嗎?科學界發現90%以上的基因體都會表現RNA,其中絕大部分的RNA都不能轉譯成蛋白質-稱之為非編碼RNA,這些RNA對於人類發育與疾病都有很大的影響力,許多研究結果也發現非編碼RNA會調控基因表現,但科學界對新發現的非編碼RNA的作用機制還不甚了解。

染色體的末端 (也稱之為端粒)可以轉錄出RNA (命名為TERRA),是一種包含重複序列的非編碼RNA。研究團隊發現TERRA RNA 會影響基因體上DNA G-四聯體的形成,並藉此參與基因表現的調控。基因體上的DNA並非都是以雙股螺旋式的方式存在,G-四聯體是一種四股核酸型態,通常在基因起始處附近的DNA或染色體的末端會形成這種構造,此結構會吸引特定的轉錄因子到基因起始處,進而調控基因的表現。

研究團隊發現 TERRA RNA 可與ATRX 蛋白質結合,並阻止ATRX與DNA 結合,ATRX 是一種能改變染色質構造的蛋白質,ATRX的缺失會導致一種人類的遺傳性疾病發生,稱之為ATRX 症候群,患者有智能發育遲緩等症狀。基因體大數據的分析也發現ATRX 基因與智能高低有著顯著性的影響,並且能調控神經發育。其研究團隊發現ATRX 蛋白質會抑制G-四聯體構造形成 ; 反之,TERRA RNA會幫助G-四聯體構造形成, TERRA RNA能抓住ATRX,使得ATRX失去原本能改變染色質構造的能力 ; 抑制TERRA RNA的表現,能讓更多的ATRX到基因體上,並削弱G-四聯體的形成。碩士生蔡如宣、方國禎、楊博丞、謝宥宏、蔣依恬等人合力完成此項研究。

這項研究首次證明非編碼RNA可以調控基因體中G-四聯體構造形成,對於非編碼RNA的表觀遺傳調控打開新頁。並提供利用非編碼RNA來調控基因表現與治療疾病的另一種可能性。

本研究成果已於2022年11月28日發表於 Nucleic Acids Researchhttps://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkac1114/6849496