非编码反义RNA可以用来刺激蛋白质的产生

在研究帕金森氏症时，一个国际研究小组有了一项发现，可以改善用于治疗的工业蛋白质合成。他们设法理解了非蛋白质编码RNA的一种新功能:编码基因的蛋白质合成活性可以通过被称为“反义”的非编码基因的活性来增强。

为了合成蛋白质，DNA需要RNA分子作为核糖核酸的短“转录”遗传信息．所有这些的集合RNA分子叫做“转录组”。在人类转录组中，除了大约2.5万个编码RNA序列(即参与合成过程的序列)之外，还有更多的非编码RNARNA序列可以找到。其中一些RNA被称为“反义RNA”，因为它们与被称为“感觉”的编码RNA序列互补(感觉和反义RNA的配对可以被视为一个拉链)。

理研组学科学中心此前已经发现，许多蛋白质编码基因有相应的反义rna。一项研究发表在自然由意大利的里雅斯特的一组SISSA研究人员协调，他们现在发现，一种特殊类型的反义rna刺激蛋白质编码mrna的翻译，这些mrna与它们重叠。这与目前认为反义rna普遍与基因的负调控有关的观点形成了鲜明的对比蛋白质的翻译．

大部分的哺乳动物的基因组转录产生非编码RNA。RIKEN FANTOM项目早些时候已经证明，基因组的最大输出是由非编码rna组成的。超过70%的mrna在细胞中与非编码反义rna相关，通常被认为是负性抑制转录或翻译。

在一项基于RIKEN FANTOM义-反义cDNA克隆的特殊合作研究中，研究人员财团(包括SISSA和RIKEN组学科学中心)发现了一类非编码反义rna，其功能与目前已知的相反:增强与之配对的mrna的翻译。研究人员发现了这一点函数研究Uchl1 mRNA的反义，Uchl1是一种涉及大脑功能和神经退行性疾病的小鼠基因。该团队利用RIKEN的生物信息学和数据挖掘技术，还发现Uchl1 RNA的反义不是单一的情况，而是一种更大种类哺乳动物反义RNA的代表，其功能是增加翻译。这是第一份关于反义RNA增加蛋白质产量的报告，它在小鼠和人类细胞中都起作用，预计在其他生物中也有类似的功能。

刺激翻译的机制是基于mrna与核糖体增加的关联，这是由SINEB2元素介导的，SINEB2元素是Uchl1 RNA反义中的重复序列，在非编码RNA中处于反向位置。特异性由一个短反义RNA序列给出，该序列与编码mRNA的蛋白质的初始部分杂交。

为什么这是一个重要的发现?

过去人们对“长而非编码”的rna知之甚少，而这项新研究揭示了其中一些分子。SISSA教授Stefano Gustincich说:“我们专注于一个基因Uchl1，它的突变与某些遗传性帕金森病有关。”“我们已经看到，与该基因匹配的非编码反义RNA由两个片段组成，真正的反义片段与编码蛋白质的意义RNA和SineB2序列匹配。反义片段具有‘锁’的功能，将该基因特有的编码RNA的钥匙插入其中，而另一个片段具有刺激蛋白质合成的功能。”

如果用另一个基因的类似物改变反义片段，SineB2序列仍然保持对新基因的刺激功能。“这很重要，”Gustincich解释说，“因为这意味着sineB2的作用可以用来刺激蛋白的生产用于工业合成过程中的任何蛋白质的治疗用途。”

RIKEN OSC的团队负责人Piero Carninci说:“我们很高兴看到长非编码rna又多了一个功能。”“自从最初发现大部分基因组产生如此多的非编码rna以来，人们一直对这些rna的可能功能持怀疑态度。这是一项具有里程碑意义的研究，发现了一类新型的非编码rna，它具有关键的调节功能，增强蛋白质翻译。此外，这种功能是由重复元素介导的，到目前为止，这些重复元素通常被认为是基因组的“垃圾”部分，这表明应该重新审视基因组的大部分是“垃圾”的概念。毕竟，基因组的任何部分都可能嵌入功能，这是我们还不了解的。”

RIKEN和RIKEN风险投资公司TransSINE Technologies致力于开发这种特定反义结构的商业应用核糖核酸．

这些被称为SINEUPs的rna可以通过改变重叠的反义区域来刺激其他蛋白质的翻译蛋白质有工业或治疗价值的最初的目标蛋白将包括治疗性蛋白，如抗体或其他可溶性因子，以及其他通过蛋白质过表达来了解基因功能的基础研究。RIKEN认为这项工作可以广泛应用。

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