MicroRNA（miRNA）在調(diào)控基因表達(dá)中起到了關(guān)鍵性作用，涉及了許多生理學(xué)和病理學(xué)過(guò)程。

成熟miRNA只有大約22個(gè)核苷酸，但它們的轉(zhuǎn)錄本可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)百kb。初級(jí)miRNA轉(zhuǎn)錄本（或pri-miRNA）很快就會(huì)被加工為成熟miRNA，導(dǎo)致RT-PCR、RNA測(cè)序等標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的靈敏度不高。由于不了解miRNA基因的啟動(dòng)子或剪切位點(diǎn)，人們對(duì)miRNA自身的表達(dá)調(diào)控知之甚少。

德克薩斯大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)想辦法解決了上述問(wèn)題。他們用自己的方法對(duì)人類(lèi)和小鼠基因組中的初級(jí)miRNA轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行了全面注釋?zhuān)@項(xiàng)研究發(fā)表在近日的Genome Research雜志上。

DROSHA酶在miRNA加工中負(fù)責(zé)剪切pri-miRNA。研究人員用一個(gè)顯性負(fù)突變的DROSHA穩(wěn)定了人類(lèi)和小鼠細(xì)胞中的pri-miRNA。隨后他們對(duì)細(xì)胞核RNA進(jìn)行了深度測(cè)序，并通過(guò)計(jì)算工具StringTie來(lái)組裝轉(zhuǎn)錄本。研究人員通過(guò)這種方式，注釋了69%的人類(lèi)miRNA和75%的小鼠miRNA。

“初級(jí)miRNA的一個(gè)顯著特性是它們非常長(zhǎng)，就算只生產(chǎn)一種22nt的miRNA，”文章的通訊作者Joshua Mendell說(shuō)。“生成這么長(zhǎng)的RNA看起來(lái)有些浪費(fèi)，絕大多數(shù)立刻就會(huì)被降解，不過(guò)這種機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的miRNA調(diào)控。”

過(guò)去人們普遍認(rèn)為，簇集在一起的miRNA是共轉(zhuǎn)錄的。但研究人員發(fā)現(xiàn)，一些miRNA簇其實(shí)具有選擇性啟動(dòng)子，這令他們非常驚訝。研究人員在基因結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將pri-miRNA分為三大類(lèi)：I類(lèi)pri-miRNA的轉(zhuǎn)錄獨(dú)立于其它基因，可能是獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄單元；II類(lèi)pri-miRNA與蛋白編碼基因一同轉(zhuǎn)錄；III類(lèi)pri-miRNA與非編碼RNA一同轉(zhuǎn)錄。舉例來(lái)說(shuō)，有一個(gè)III類(lèi)pri-miRNA位于非編碼RNA SPACA6P的上游，編碼miR-99b、let-7e和miR-125a。

這項(xiàng)研究可以幫助人們進(jìn)一步理解miRNA轉(zhuǎn)錄的復(fù)雜性，闡明miRNA啟動(dòng)子的調(diào)控，以及剪切位點(diǎn)對(duì)miRNA表達(dá)的影響。研究人員指出，新發(fā)現(xiàn)的miRNA基因中可能存在一些與疾病有關(guān)的序列變異。這些變異會(huì)影響miRNA的表達(dá)，進(jìn)而對(duì)疾病發(fā)展作出貢獻(xiàn)。