生物通報(bào)道 近日來自韓國首爾大學(xué)及美國紀(jì)念斯隆－凱特琳癌癥中心的研究人員在新研究中揭示了核糖核酸酶Dicer識(shí)別解理miRNA的機(jī)制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在7月13日的《自然》（Nature）雜志上。
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領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是韓國的女科學(xué)家Narry Kim（金娜蕊），其早年畢業(yè)于韓國首爾大學(xué)，曾在英國牛津大學(xué)和美國賓州大學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)修，之后回到韓國首爾大學(xué)。2010年被破格提拔為正教授，同時(shí)被*生命科學(xué)期刊《細(xì)胞》（Cell）雜志選為新科編委。這位科學(xué)家年紀(jì)輕輕，卻在miRNAs研究領(lǐng)域頗有建樹，并曾榮獲多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，包括韓國科學(xué)和工程部授予的年輕科學(xué)家獎(jiǎng)以及湯姆遜科學(xué)論文引用杰出成就獎(jiǎng)等，被同濟(jì)大學(xué)王昌榮教授稱贊為“韓國*美女科學(xué)家”。
近幾年來, miRNA成為了廣大生物研究者關(guān)注的熱點(diǎn)之一。miRNA是一類長度在19－24 個(gè)核苷酸（nt）左右的內(nèi)源性非編碼小分子單鏈RNA, 在進(jìn)化過程中高度保守, 能通過與靶基因mRNA特異性的堿基互補(bǔ)配對(duì), 引起靶基因mRNA的降解或者抑制其翻譯, 在植物和動(dòng)物的基因沉默中發(fā)揮顯著作用。
在基因組中miRNA基因通常是以單個(gè)基因或基因簇的形式離散地分布，它們中大多數(shù)位于基因間隔區(qū)，但也有相當(dāng)?shù)臄?shù)量的miRNA位于轉(zhuǎn)錄單位內(nèi)含子或外顯子上。與mRNA相似，miRNA基因首先轉(zhuǎn)錄生成初始miRNA （pri-miRNA），緊接著很快被加工成前體miRNA （pre-miRNA），前體miRNA隨后被兩種核糖核酸酶識(shí)別解理即生成了成熟的miRNA。這兩個(gè)核糖核酸酶其中之一是Dicer。過去人們認(rèn)為， Dicer 利用一個(gè)“尺子”機(jī)制（即從dsRNA 的3′端來測(cè)量其長度）來進(jìn)行解理，這樣將會(huì)把功能性22-核苷酸RNA釋放出來。
在這項(xiàng)研究中，Narry Kim及其同事發(fā)現(xiàn)人類Dicer酶錨定的并非是dsRNA 的3′端而是其5′端。在進(jìn)一步的分析中，研究人員鑒別出了人類Dicer酶的一個(gè)新型模體（5′“凹穴”）， 并證實(shí)Dicer酶是通過5′“凹穴”識(shí)別前體miRNA的磷酸化的5′端，并計(jì)算這一端的距離確定切割位點(diǎn)從而完成解理的。在體外實(shí)驗(yàn)中，研究人員證實(shí)Dicer酶5′“凹穴”突變會(huì)導(dǎo)致切割位點(diǎn)改變，降低解理效率。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示在缺失Dicer的胚胎干細(xì)胞中導(dǎo)入5′“凹穴”突變會(huì)導(dǎo)致miRNA生物合成紊亂。
研究結(jié)果表明Dicer酶5′末端識(shí)別及計(jì)算機(jī)制在miRNA的處理中起著極其作用的作用，這一研究發(fā)現(xiàn)為幫助科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)小發(fā)夾RNAs提供了重要的參考依據(jù)。
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