為你解讀神秘的eRNA

日期：2018-01-10 標簽：為你解讀神秘的eRNA

圖片來源：網絡

啟動子是基因近端調控DNA元件，包括基礎啟動子元件。 基礎啟動子與一般轉錄因子相關聯，招募和定位RNA聚合酶激活轉錄。

而與啟動子相反，增強子通常遠離它們所調控的基因。增強子是一類DNA調節序列，其可以激活基因表達而不依賴于它們與其靶基因的距離或方向。

增強子通常與其目標基因形成長程染色質循環，以在發育過程中控制時間和組織特異性基因表達，并且它們的錯誤調節促成人類疾病。

那么，eRNA是如何產生的？

在增強子上的轉錄的第一個報道是在人類紅細胞中β-珠蛋白簇的位點控制區，從那時起，在無數的增強子上檢測到轉錄,且最近幾年報道的數據最多。

最初的報道集中在特定的增強子上，通常是多聚腺苷酸化的轉錄物，他們易被檢測到，但這種情況并不常見。

根據我們現在所知的，大多數來源于增強子的RNA是低水平的，一些活性增強子平均每個細胞產生1.3個轉錄本。因此，雙向的，短的，非多腺苷酸化的轉錄物被忽略了這么長時間也就不足為奇了。

圖1 增強子轉錄為eRNA

在增強子活性中支持eRNA的進一步證據來自增強子內的TF結合位點的突變導致增強子構建體中熒光素酶表達的減少，與增強子功能所必需的eRNA的表達減少。

弱或穩定的增強子通常比活性強的增強子顯示更低的eRNA水平，因此轉錄活性的改變而非絕對表達是增強子活性的更好的指示。

增強子轉錄物通常是未剪接的，并且可以是單向的。短的（1-3kb）雙向的和非聚腺苷酸化的，或長的（> 3kb），并且可以是聚腺苷酸化或非聚腺苷酸化的。不同研究發現的轉錄本類型之間的差異可能是增強子和譜系特異性的，但也可以反映用于識別增強子的不同標準。

轉錄活性增強子和那些顯然不能生成eRNA的轉錄活性增強子之間確實存在基本差異。產生聚腺苷酸化轉錄物的增強子由在賴氨酸36（H3K36me3）上三甲基化的組蛋白H3標記，并且具有比非聚腺苷酸化增強子略高的活性。

增強子的轉錄物有功能嗎？

最近的幾項研究提供了支持eRNA功能性作用的證據。首先，用RNAi或反義寡核苷酸敲低eRNA導致詢問的eRNA本身及其鄰近的同源編碼基因的表達降低。重要的是，這些eRNA轉錄本的下調似乎導致局部增強染色質的成環降低。

在基因調控中eRNA依賴增強子活性的一個潛在機制是eRNA可以與cohesin3和Mediator8復合物相互作用以穩定增強子：啟動子（E：P）循環。

最近的一項研究發現，在前列腺癌細胞中從KLK3基因座敲除雄激素激活的eRNA不僅抑制其靶基因KLK3，而且還選擇性地影響一部分雄激素調節基因，其中一些甚至存在于不同的染色體。

在這方面，eRNAs在穩定染色質循環中的作用提供了對“反式”的經典定義的另一種解釋--eRNA可能停留在其產生的位置，但能夠通過長距離基因組調控相關基因互動。

圖2 增強子RNA的功能

然而，在另一篇報道中，轉錄延長抑制劑減少eRNA和編碼基因表達，但似乎不影響被基因座的E：P循環。這需要進一步的實驗來闡明eRNA轉錄，其伸長和E：P循環之間的關系。

此外，eRNA的改變可影響癌細胞的細胞周期和細胞生長等生物過程，或改變體內動物模型中的基因表達，這提示了治療潛力。隨著表觀基因組學的快速推進，現在估計> 400k潛在的增強子存在于人類基因組中。

eRNA的未解之謎還有哪些？

毫無疑問，eRNA的功能為時間和空間基因調控過程，增強子活性和染色體相互作用提供了新的機制。關于eRNA的剩余問題包括但不限于

（1）進一步的實驗來充分理解eRNA在基因調控和染色體相互作用中的功能和潛在的機制; （2）順式與反式eRNA的反式活性;

（3）與其他lncRNAs和蛋白質編碼基因相比，eRNA生物發生和轉錄調節的獨特和重疊機制;

（4）能夠使某些eRNA自身或與蛋白質伴侶一起發揮相似或獨特作用的結構或序列編碼;

（5）除了轉錄調控中的那些另外的eRNA功能;

（6）eRNA與生理學和疾病的相關性。這些問題的答案將為充分理解增強子元件在基因調控，動態平衡和疾病中的基本作用揭示新的亮點。

參考文獻：

1、Wenbo Li,Michael TY Lam and DimpleNotani.Enhancer RNAs.Cell Cycle,2014,13:20, 3151—3152

2、JaredS. Stees,Fred Varn,Suming Huang,et al. Recruitment of Transcription Complexesto Enhancers and the Role of Enhancer Transcription. Biology,2012,1,778-793

3、NicolasLe ′veille,Carlos A. Melo,Koos Rooijers,et al. Genome-wide profiling ofp53-regulated enhancer RNAs uncovers a subset of enhancers controlled by alncRNA. NATURE COMMUNICATIONS,2015, 10.1038/ncomms7520

4、Tae-KyungKim,Martin Hemberg and Jesse M. Gray. Enhancer RNAs: A Class of Long Noncoding RNAsSynthesized at Enhancers. Cite as Cold Spring Harb Perspect Biol,2015;7:a018622

5、EmilyM. Darrow and Brian P. Chadwick. Boosting transcription by transcription:enhancer associated transcripts.Chromosome Res,2013, 10.1007/s10577-013-9384-6

賽誠生物  （歡迎關注我司公眾號）

我公司主營服務項目ChIP/RIP/ChIRP/CLIP/RNA pull-down/DNA pull-down/ RNA-RNA pull-down/熒光素酶實驗/FISH/ DNA or RNA EMSA/核質分離

1分鐘之前刪除