强调
Keystone非编码RNA会议吸引了NCRNA研究圈中的一些非常大的名字,犹他州雪鸟。我们的嘉宾记者,来自葡萄牙分子医学研究所的Musa Mhlanga,并确保我们没有错过任何行动。看看他对这个令人兴奋的事件的覆盖范围:
非编码RNA概述基座研讨会
对非编码RNA和真核转录的联合基调会议,并在经历“减数分子分离”之前,延迟了一系列组合的主题讲座。在许多方面,这次会议的感觉是在20世纪80年代初成为一名年轻科学家的感觉。当一个人认为至少有许多映射的lncrnas作为编码RNA时,它肯定会像勇敢的新世界一样,我们实际上只知道了大约2%的基因组所做的,其余的只能被解密解释有时难以确定的表型。这意味着年轻科学家尚未发现许多新的令人兴奋的LNCRNA功能。
在这次会议中,基因的当前主流视图将受到严重挑战。随着新术语的出现(例如命名遗传学的原子单位“转录物”,而不是“基因”),社区开始将我们的范例重新制作了如何在基因组中储存和传播信息。许多海报和非编码RNA会议的会议试图以这种方式重新重复他们对该领域的看法。几个大大成功,任何参加的人从主要期刊编辑到文档后,都接受了一些有趣的故事。
非编码RNA的重要性
约翰·塔利克昆士兰大学
对于约翰·塔克,会议共同组织者,以及未经编码RNA重要性的早期支持者,这是真正的“出来”时刻。他崇拜“一个基因,一种酶”范式如何令人兴奋的叙述来模糊我们对基因组的思考。这是最佳结晶,从1950年的诺贝尔·劳拉(Barbara Mcclintock到Marcus Rhoades)的报价中,“我们是让蛋白质编码基因控制(我们)推理的哲学吗?那么基因的哲学是什么?“随着Mattick放下它,McClintock突出了半个世纪前的疑虑将被宣传到现在。实际上,以蛋白质为中心的视图反映了导致许多辅助假设的机械定位。在它的极端,它导致将垃圾状况分配到98%的人类基因组。今天,在基因数不一定与发育复杂性方面不一定规模,更加细致的视图。相反,相关性是非编码RNA的越来越多的函数,这些rna在我们仍然呼叫基因的小部分中衍生的,并且在我们过去常常呼叫垃圾的一部分中,这一点来自我们仍然呼叫基因。
lncRNA的表观遗传学
霍华德张, 斯坦福大学
当霍华德昌和约翰·克林发表了关于HOX基因的活性和沉默域如何受到LNCRNA时,何时可以追溯到LNCRNA的兴趣的复苏。正如Chang博士的那样恰如其来,基因需要记住他们的环境以及他们接触的内容。表观遗传学是随着时间的推移保存基因记忆。在他在这次会议上的谈话中,Chang将进入Lncrna如何有助于表观遗传学的机制细节,并通过适配器蛋白质WDR5能够读取多个输入的例子。
Chang实验室已经表明,由于HOTTIP RNA转录产物,这种蛋白质的半衰期增加。HOTTIP的这种表达反过来又增加了WDR5染色质的占用率。HOTTIP稳定了WDR5的泛素化,lncRNA似乎在物理上阻止蛋白酶体降解与某些lncRNA结合的泛素化蛋白方面发挥了意想不到的作用。的确,HOTTIP RNA内嵌入的特定短序列基序能够使RNA-蛋白质结合相互作用,从而影响蛋白质的定位,然而,维持长RNA背景的长度(而不是序列)是阻止泛素化的必要条件。Chang给出的最完美的例子是将HOTTIP的一个短序列转移到LacZ RNA上,使后者与WDR5结合并稳定其[WDR5]蛋白酶体降解。相反,如果WDR5结合这个短序列RNA的位点发生突变,蛋白质就不再稳定,它的泛素化状态甚至在HOTTIP存在的情况下也将其降解为目标。
最后,Chang证明了WDR5的稳定对ES细胞的重要性。如果一个诱导性的靶向WDR5的shRNA被“敲入”到ES细胞,或者如果带突变RNA结合域的WDR5被引入ES细胞,这些细胞就失去了自我更新的能力,WDR5的许多转录靶标也无法表达。由于RNA结合对其活性至关重要,该蛋白的染色质占用也丢失了,H3K4me3在启动子中的地位也丢失了。这是除LSD1、PRC2和G9A之外lncrna能够发挥作用的少数几种蛋白质之一。WDR5与HOTTIP的关系似乎是非常密切的,从Chang的谈话中还不清楚其他lncRNAs中的其他短序列是否也能与WDR5域类似的相互作用。
Malat1的警告故事
David Spector.,冷泉港
Malat1/NEAT2是一种著名的lncRNA,于1994年被发现。它的表达水平高于-肌动蛋白,存在于每一个细胞中,并定位于细胞核中的大斑点。Malat1的核染色模式与剪接因子SF2ASF共定位,并被发现与未甲基化的polycomb2蛋白结合。
这些调查结果巩固了证据表明它正在在核心中进行一些关键功能,也许是一般稳态。随着David Spector把它放在他的谈话中,“我会打赌马拉特1做一些非常重要的钱。”该评论插入会发生什么。在他的群体“浮出水”中超过6.7KB的LNCRNA和六代老鼠后交过的一半后,他们会发现MALAT1完全可以随时可分配增长和发展。以前大量表达的所有主要器官(肝脏,肺,睾丸,大脑,前列腺等)都不会显示出粗糙或微妙的缺陷或混乱。在核中,在使用包括RNA-SEQ的各种技术测量时,不会导致剪接因子的磷酸化水平的任何变化。没有任何全球基因表达模式在小鼠中发生变化 - / - 对于Malat1。可以鉴定一个微妙的差异在大脑中,在皮质中的12个基因上升到1.5-2.3倍,其中5倍在Malat1基因座附近。Neat1是Malat1附近的LncraNa映射,在肝脏中调节。
然后,旨在的实验室采用了不同的大头钉,专注于Malat1最初被识别出:肺腺癌患者相关的转移。这是他们发现的结果与也在寻找的Sven Diedrichs的实验室相关联系Malat1的功能。该翼型实验室使用专门设计的反义寡核苷酸(ASO)在野生型动物中敲至Malat1。他们发现它在这些动物中,人非小细胞肺癌的生长延迟了EBC1原发性肿瘤。此外,使用ASOS对MALAT1能够抑制EBC1肿瘤的肺转移。
Diedriechs Lab将采取不同的路线来寻找Malat1的角色。他们首先询问他们是否可以预测基于LNCRNA的表达来转移哪个早期肿瘤。通过这种方法,它们鉴定了在56/57肺癌肿瘤中在非小细胞肺癌中过表达的Lucair1。在该分析中也恢复了马拉特1,发现肺癌转移至关重要。此外,他们发现Malat1的敲除导致细胞培养划痕测定中没有动力。它似乎也会影响肺癌细胞的剪接。Diedriechs Lab使用锌指核酸酶方法对Malat1进行了自己的小鼠模型,以将RNA稳定化剂如聚序列引入Malat1基因座。他们发现这些小鼠免受癌症。
斯佩克特叙述完整个马拉特事件后,人们会觉得一个残酷的玩笑开在了一个有天赋和献身精神的科学家身上。尽管进行了严格的实验,但一系列的系统失败显然让观众难以忍受。经过几个博士后和几千美元的研究,Malat1是一个管家lncRNA,如果删除它,就不会让你患肺癌!随着小鼠行为学研究的突出,人们希望它的功能会出现一些更重要的方面。如果没有,它将是一个主要的例子,说明当你把全部赌注都押在一个大量表达的lncRNA上时,可能会发生可怕的错误。
哺乳动物的心和翅膀
卡拉Klattenhoff,麻省理工学院
也许LNCRNA最有趣的方面是在右细胞型中表达的单个LNCRNA可以从根本上改变整个组织和体形。HotaT和Hottip先前的例子是这个问题,它们的效果是影响Hox基因士和数字和四肢的复杂图案。会议上这一主题的两颗星是从Lncrnas Braveheart和Midair的摘要中选择的短暂的会谈。来自Laurie Boyer的Lab的Carla Klattenhoff在MIT呈现了Braveheart,一种LNCRNA需要从小鼠ES细胞产生跳动胚胎体。优雅地展示Braveheart最有可能坐在心肌细胞形成的大多数基因上,例如Mescocyte,但在Brachyury的下游,她提出了关于Braveheart的敲毁导致ES细胞集落或ES细胞体细胞周期缺陷的数据。
Braveheart与包含mir143/145的microRNA簇是反义的。该表达似乎与mir143/145的表达有关,因为Braveheart的敲低导致这些microrna或肌钙蛋白的表达消失。有趣的是,抑制mir143/145的表达对胚状体的跳动没有影响。“勇敢的心”的功能似乎是在心脏转变的中胚层前体,并定位于细胞质和细胞核。它在心肌细胞中的消耗导致心脏命运的丧失。由于心肌细胞几乎自动分化是人类和小鼠ES细胞的共同特征,因此人们期望这种lncRNA在这两个物种中都是保守的。可惜事实并非如此,这进一步模糊了它在老鼠身上所扮演的独特角色,而这种角色在人类身上并不存在。
尼古拉明特,开普敦大学
进入Midair,一个可以解释为什么蝙蝠是唯一可以飞行的唯一已知的翼哺乳动物。这个故事始于大学的非洲。尼古拉灯光和她的实验室的开普敦将去蝙蝠南端搜寻洞穴,了解他们的翅膀如何发展。蝙蝠有后腿,对大多数其他哺乳动物具有类似的图案。然而,他们的前肢或“手”是蹼的,具有独特的数字排列,并附有皮肤。在发育胚胎中隔离蝙蝠前肢时,揭示实验室能够鉴定仅在蝙蝠“手”的织带中仅表达的EST(表达序列标签),而不是后肢。
对该EST的分析导致发现它来自蛋白质编码基因的转录开始部位,Meis2在人类,小鼠和蝙蝠中保守。然而,LNCRNA在蝙蝠中从Meis2的不同非编码区转录,并被克里斯辛的中位。在人类中,编码和非编码转录物几乎完全重叠,因此基本上与看起来没有形成的功能性LNCRNA具有。在BAT前肢中的编码和非编码RNA都是CO-Express。需要做更多的表征,但目前的指标指向中位点是蝙蝠飞行之间的缺失链接,并在所有其他哺乳动物中没有它。所有这一切都是由1000个碱基下的单个非编码RNA完成。
收敛演变 - 看到相信
John Rinn.哈佛大学,
Rinn博士编织了一种故事的故事,如何与独立的同义功能的独立出现的融合演变如何和谐。该谈话的核心是LNCRNA-RAP1,脂肪发生调节剂。RAP1的独特特征是它在小鼠基因组中的12个实例中发生在150bp短序列中,并且在人类基因组中的7个这样的这种情况。有47种LNCRNA-RAP1发生的物种。在它变得更加有趣的情况下,会聚的演进在灵长造物中保留其5'序列,但在鼠标和其他物种(如奶牛)中,LNC-RAP1序列被独立地出现。
这一切都表明,LNCRNA-RAP1具有重要的功能,这些功能可能通过其二级结构进行了流化。当RINN LAB对RAP1的功能分析时,他们发现它是ARJUN RAJ的LAB在宾夕法尼亚州的实验室的全核和单分子分析,并且生物搜索技术揭示了细胞核中的分离的内含子和外显子。这种模式在小鼠和人体细胞中类似。引人注目的是,两种大云的Lncrna Rap1染色在核心中染色,散射点在其他地方可见。用LNCRNA RAP1共沉淀的蛋白质的功能分析发现它与HNRNP-U和SPT16共沉淀,前者参与染色体结构。使用RIP-SEQ和HNRNP-U和LNCRNA-RAP1的敲低进行的研究查找哪两种基因对该基因进行调节,并在两种表型之间揭示了非常高的一致性。由于LNCRNA-RAP 1的每个外显子具有启动子,因此DNase敏感并具有CTCF位点,因此它看起来像该LNCRNA涉及RNA和基因组结构。当然我们会听到关于lncrna-rap1的那么多。
最后,Rinn宣布创建一个博客/网站“Noncodarnia”,记录非编码的RNA进度,其名称受到纳尼亚的编年史的启发。
远程RNA相互作用:通过核的虫洞
职业博览会,umass医学院
通过若干研究小组的努力,但特别是工作Dekker和Nancy Kleckner的努力,现在通常接受频繁的转录依赖性远程接触和基因组基因座之间的沟通。该接触可能涉及远离靶基因的调节元件,表明染色体上的基因的线性顺序不一定反映功能关系。实际上基因和监管要素之间的循环似乎是常见的发生。只是频繁的情况是Dekker的谈话是关于的。
利用628个基因的一个子集,他的实验室检测了启动子环的元素类型、它们与基因表达的关系、它们之间的相对位置、它们之间的相互作用是否可以跳过基因,以及最后,CTCF等结构基因组特征是否可以阻止环。Dekker使用了一小部分基因,因为在基因组范围内提出这样的问题超出了他之前开发并将使用的染色体捕获和构象技术5C的能力。在他对人类基因组中这种相互作用的小小一瞥中,这些发现引起了极大的兴趣。他发现每个细胞平均有140万个远程相互作用。在这些(他检查的4个编码细胞系)中,50%的循环相互作用是细胞类型特异性的,在胚胎干细胞中富集。
Dekker进一步将这些互动分为四个类别;启动子,增强剂,CTCF和无分类。当这些相互作用是促进剂 - 基于增强剂,它们导致转录和表达如果它们环状更大。成千上万的循环相互作用在基因组的仅1%的基因组中发生与转录状态相关的相互作用,其最常见的尺寸为120kb。该循环的拓扑分为三个进一步的类别,其中大多数循环相互作用发生在转录开始站点(TSS)上游。27%的环形元素与最近的TSS相互作用。48%的环状相互作用具有最接近的活性基因。80%的循环交互能够跳过CTCF站点,并非所有CTCF绑定元素都作为绝缘体。当它受幼心束缚时,这个数字跌至60%。
这些数据使得构建核中所有“虫洞”的环形交互网络。下一个逻辑步骤是评估这些循环交互的时间性。这对目前的技术提出了急需挑战,并且需要一个重要的技术飞跃。
** EPIGENIE将感谢MUSA MHLANGA,他是葡萄牙分子医学研究所基因表达与生物物理单位的研究组领导者,葡萄牙提供此次会议覆盖范围。