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Science:美国学者揭示RNAi具有平衡细胞功能

摘要 : 近日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国冷泉港实验室R. A. Martienssen研究员的一篇研究论文,论文报道了静止细胞与活跃细胞之间的不同之处,研究指当细胞进行DNA复制,和DNA转录成RNA之间存在一种微妙的“战斗”。

 近日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国冷泉港实验室R. A. Martienssen研究员的一篇研究论文,论文报道了静止细胞与活跃细胞之间的不同之处,研究指当细胞进行DNA复制,和DNA转录成RNA之间存在一种微妙的“战斗”。

文章中,研究人员第一次发现大部分细胞在静息休眠状态下生存的一个必要条件,就是RNA干扰(RNA interference,RNAi)的表观作用机制。RNAi等表观遗传方式能在不改变序列遗传代码的情况下,诱导特殊基因在某时某地发生改变。Martienssen表示这是细胞本身的选择,我们的细胞随时都在进行这样的选择。

他们以简单的裂变酵母细胞作为模型,研究人员发现缺失RNAi的细胞无法进入,维持或者退出休眠状态,没有RNAi的酵母只能在分裂状态下生存。Martienssen实验室的Roche表示等人发现,当细胞退出细胞周期,离开生殖状态的时候,它需要重变成进入休眠状态。这种重编程部分由RNAi完成,即沉默基因,令一种无处不在的酶:RNA聚合酶从双螺旋上物理分离下来。

Martienssen 说,“我们通过遗传学分析,发现RNAi不仅与RNA 聚合酶II相互作用,调控异染色质的形成,而且在休眠细胞中,RNAi还能诱导RNA聚合酶I的释放,转录过程中的另外一种酶,这能帮助休眠细胞维持静止状态。”

“这项研究也许解释了RNAi在干细胞中的关键作用,干细胞在大部分时间里都处于休眠状态。同时也解释了RNAi在癌细胞中的作用,因为有趣的是,癌症发生常常伴随着RNAi中的突变,”Martienssen说。

原文链接:

RNA interference is essential for cellular quiescence

原文摘要:

Quiescent cells play a predominant role in most organisms. Here, we identify RNA interference (RNAi) as a major requirement for quiescence (G0) in Schizosaccharomyces pombe. RNAi mutants lose viability at G0-entry and are unable to maintain long-term quiescence. We obtaineddcr1Δ G0 suppressors, which mapped to genes involved in chromosome segregation, RNA polymerase-associated factors, and heterochromatin formation. We propose a model in which RNAi promotes RNA polymerase release in cycling and quiescent cells: (i) RNA pol II release mediates heterochromatin formation at centromeres allowing proper chromosome segregation during mitotic growth and G0-entry, and (ii) RNA pol I release prevents heterochromatin formation at rDNA during quiescence maintenance. Our model may account for the co-dependency of RNAi and H3K9 methylation throughout eukaryotic evolution.

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